用于手持式动力工具的旋转驱动件的制作方法

1.本发明涉及一种用于驱动手持式动力工具、特别是组合锤或锤钻的工具装配件的旋转驱动件。旋转驱动件被配置为相对于工具装配件的工作轴线将推力输入运动转换为旋转输出运动。


背景技术：

2.例如从ep 3 181 302 a1中已知这种类型的旋转驱动件。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种相对紧凑且坚固的旋转驱动件。本发明的另一个目的是提供一种具有这种旋转驱动件的手持式动力工具。
4.关于旋转驱动件，该目的是这样实现的，旋转驱动件是开槽联杆机构的形式，该开槽联杆机构具有以单向转动的方式安装的轨道体和与轨道体同轴布置的球保持架，其中，当球保持架受到推力输入运动时，该球保持架的至少一个球沿着形成在轨道体的外表面上的环形轨道轮廓滑动，并且因此引起以单向转动的方式安装的轨道体的旋转。球保持架可以有一个或多个球。特别地，作为轨道体与球保持架之间的联接元件，球并非固定地连接到轨道体或球保持架。
5.本发明结合了以下发现：当钻孔工具(撞击和旋转工具)变化时，不同的钻头直径或钻头类型有时需要工具装配件的旋转速度较慢以获得可能的最佳钻孔性能。这使得需要具有相对更强的减速作用的减速齿轮机构，这(至少在现有技术的手持式动力工具中)不利地增加了这些工具的空间需求、成本、部件数量、复杂性和重量。
6.在本发明的优选地结合在呈锤钻或组合锤形式的手持式动力工具中的旋转驱动件中，使用了开槽联杆机构。这代替了在现有技术的手持式动力工具中专门或至少主要使用的正齿轮和/或锥齿轮。结果是，可以提供相对紧凑且坚固的旋转驱动件。
7.在特别优选的配置中，环形轨道轮廓是以波形和/或连续的方式形成的。特别优选地，环形轨道轮廓没有平行于工具装配件的工作轴线定向的轨道部分。
8.已经发现有利的是，旋转驱动件具有承载球保持架的套筒，其中，该套筒至少部分地围绕轨道体接合。在特别优选的配置中，轨道体是通过形状配合的或力配合的自由轮以单向转动的方式安装的。这使得可以确保仅在一个旋转方向上执行旋转输出运动。优选地，轨道体仅具有一个自由度，优选地仅具有一个围绕工作轴线旋转的自由度。
9.已经发现有利的是，呈开槽联杆驱动件形式的旋转驱动件具有1:25的传动比。
10.在特别优选的配置中，轨道体由塑料构成或具有这样的塑料。旋转驱动件可以没有金属齿轮。
11.关于手持式动力工具，该目的是通过一种手持式动力工具、特别是锤钻或组合锤来实现的，其具有用于将撞击和旋转工具固持在工作轴线上的工具装配件、并且具有电动马达。手持式动力工具配备有上述类型的旋转驱动件，其中，用于产生推力输入运动的电动
马达联接到旋转驱动件，并且旋转驱动件被布置成驱动承载工具装配件的主轴围绕工作轴线旋转。
12.在特别优选的配置中，手持式动力工具配备有冲击机构，该冲击机构具有沿工作轴线周期性移动的撞击件，其中，电动马达联接到冲击机构。特别优选地，电动马达通过传动部件联接到冲击机构，该传动部件可以具有冲击机构偏心轮或摆动盘。
13.已经发现有利的是，冲击机构至少部分地布置在轨道体内和/或布置在承载球保持架的套筒内。以此方式，手持式动力工具可以以特别紧凑的方式实施。
14.在特别优选的配置中，主轴在电动马达的恒定转速下执行不规则的脉动式旋转输出运动。特别地，工具装配件的摆动运动和旋转运动可以是相位偏移的，例如具有180度的相位偏移。
附图说明
15.进一步的优点将从以下对附图的描述中变得明显。在附图中展示了本发明的各种示例性实施例。附图、说明书和权利要求包含许多组合的特征。本领域技术人员还将方便地单独考虑这些特征并将它们进行组合以产生有用的进一步组合。
16.在附图中，相同和相似的部件由相同的附图标记表示。在附图中：
17.图1示出了旋转驱动件的第一优选示例性实施例；
18.图2示出了图1中的旋转驱动件的轨道体；
19.图3示出了环形轨道轮廓的示意图；以及
20.图4示出了具有旋转驱动件的手持式动力工具的优选示例性实施例。
具体实施方式
21.图1中展示了旋转驱动件70的第一优选示例性实施例。旋转驱动件70用于驱动手持式动力工具100(参见图4)的工具装配件2(这里仅示意性展示)。旋转驱动件70被配置为相对于工具装配件2的工作轴线3将推力输入运动se转换为旋转输出运动da。
22.旋转驱动件70是开槽联杆机构71的形式，该开槽联杆机构具有以单向转动的方式安装的轨道体75和与轨道体同轴布置的球保持架77，其中，当球保持架77受到推力输入运动se时，球保持架77的至少一个球76沿着形成在轨道体75的外表面of上的环形轨道轮廓78滑动，并且因此引起以单向转动的方式安装的轨道体75围绕工作轴线3旋转。
23.从图1可以看出，旋转驱动件70具有承载球保持架77的套筒79，其中，套筒79至少部分地围绕轨道体75接合。套筒79通过传动部件17连接到在这里仅示意性地示出的电动马达，该传动部件连杆7和冲击机构偏心轮21。通过传动部件17，产生了套筒79的循环推力输入运动se。呈开槽联杆驱动件71形式的旋转驱动件具有例如1:25的传动比，即，为了使轨道体75围绕工作轴线3移位360度，需要25个冲程的推力输入运动se。
24.在旋转驱动件70的面向工具装配件2的那一侧，轨道体75以单向转动的方式安装在自由轮72中，该自由轮在这种情况下例如是以形状配合的方式构造的。通过自由轮72，可以确保旋转输出运动da仅在一个旋转方向(由da处的箭头头端指示)上执行。优选地，旋转驱动件70具有用于套筒79的防旋转保护装置73(在这种情况下，例如呈槽/销对73'的形式)。在工作轴线3的方向上，轨道体75在这种情况下例如通过固定轴承69而相对于机器壳
体10不可移动地安装。
25.现在将参考图2描述优选的轨道体75。在此，图2a示出了轨道体75的立体图。图2b中展示了轨道体75的外表面of的放大部分。由例如塑料构成的轨道体75在周向方向u上具有波形的环形轨道轮廓78。环形轨道轮廓78一直沿周向方向u延伸。环形轨道轮廓78没有平行于工作轴线3定向的轨道部分。这有利于球保持架的一个或多个球76的连续滑动和/或滚动，现在将参考图3更详细地描述这一点。
26.图3示出了图2中的环形轨道轮廓78的示意图。呈球5形式的引导体(在图2中的多个位置展示)在环形轨道轮廓78中行进，更准确地说，在其中滑动和/或滚动。球5被驱动进行循环平移运动se(其由连杆7的冲程距离hd限定)，其中向右定向的箭头pr各自表示连杆7的“拉动”(参见图1)。这里向左定向的箭头lr各自表示连杆7的“推动”(参见图1)。
27.作为所示轨道几何形状的结果，球始终沿相同的轨道方向br滑动和/或滚动。如上所述，环形轨道轮廓78沿周向方向u布置在圆柱形轨道体75的外表面of上。圆柱形轨道体75唯一剩余的自由度是围绕圆柱体轴线的旋转输出运动da，在这种情况下，该圆柱体轴线与工作轴线3重合。环形轨道轮廓78被设计成使得球76可以始终自由移动。球保持架77的球76在相同的轨道方向br上始终可靠地通过轨道轮廓的拐角。由于轨道体75可以按单个自由度旋转(绕工作轴线3旋转)并且球76沿工作轴线3循环地平移移动，所以由环形轨道轮廓78产生旋转输出运动da。旋转输出运动da在每个向前冲程(向左定向的箭头lr)和向后冲程(向右定向的箭头pr)上均等地发生。作为轨道轮廓的物理结果，旋转输出运动da的速度vda是不规则的(类似于脉动行为)。
28.由于在环形轨道轮廓78的相应拐角区域eb中的螺旋角sw相对较大(例如在此大于60度)，球76在其转向点up处明显位于环形轨道轮廓78的奇异点sp下方，并且在返回运动时(向右定向的箭头pr)被收集漏斗部ft可靠地捕获，收集漏斗部即环形轨道轮廓78的相对加宽部，这使得更容易“捕捉”球76。已经发现，当从动工具4(参见图4)以弹性扭力弹簧的方式作用时，在对应的扭矩下，在环形轨道轮廓78中存在球76的返回运动(也就是说与轨道方向br相反)的风险。为了避免这种行为，本发明提供了自由轮72(参见图1)，该自由轮(在与旋转输出运动da相反的方向上)相反的旋转运动。
29.最后，在图3的下部区域中，展示了推力输入运动se的速度vpl(连杆7随时间的速度)的曲线和旋转输出运动da的速度vda(旋转的轨道体75随时间的速度)的曲线。
30.图4展示了根据本发明的具有旋转驱动件70的手持式动力工具100的优选实施例。图4示出了作为冲击式便携式手持式动力工具100的示例的锤钻101。锤钻101具有工具装配件2，钻头、凿子或其他撞击工具4可以与工作轴线3同轴地插入该工具装配件中并锁定就位。锤钻101具有气动冲击机构50，该气动冲击机构可以周期性地在工具4上沿撞击方向6施加击打。根据本发明的旋转驱动件70可以使工具装配件2围绕工作轴线3旋转。气动冲击机构50和旋转驱动件70由电动马达8驱动，该电动马达由可再充电电池9或电源线供给电流。
31.冲击机构50和旋转驱动件70布置在机器壳体10中。手柄11典型地布置在机器壳体10的背离工具装配件2的一侧。使用者可以在操作过程中通过手柄11握持并引导锤钻101。可以在工具装配件2附近紧固附加的辅助手柄。操作按钮12布置在手柄11上或在其附近，使用者可以优选地用握持的手致动该操作按钮。通过操作按钮12的致动来接通电动马达8。典型地，只要操作按钮12保持被按下，电动马达8就旋转。
32.工具4可在工具装配件2中沿工作轴线3移动。例如，工具4具有长形凹槽，锁止球5、或工具装配件2的一些其他锁止体接合在该长形凹槽中。使用者将工具4固持在工作位置，因为使用者通过锤钻101将工具4间接地压在基材上。
33.工具装配件2紧固到旋转驱动件70的主轴13，其中，主轴13在这种情况下与旋转驱动件的轨道体75一体地形成。工具装配件2可以相对于机器壳体10围绕工作轴线3旋转。工具装配件2中的至少一个爪1或其他合适的装置将扭矩从工具装配件2传递到工具4。
34.根据本发明，旋转驱动件70为开槽联杆机构71的形式，该开槽联杆机构具有以单向转动的方式安装的轨道体75和与轨道体75同轴布置的球保持架77。如果球保持架77受到推力输入运动se，则球保持架77的一个球76沿着形成在轨道体75的外表面上的环形轨道轮廓78滑动，结果是引起(例如在这种情况下通过形状配合的自由轮72)以单向转动的方式安装的轨道体75(在旋转输出运动da的箭头方向上围绕工作轴线3)的旋转。
35.气动冲击机构50在撞击方向6上具有激励件14、撞击件15和砧座16。激励件14被电动马达8强制沿工作轴线3执行周期性运动。激励件14通过传动部件17附接，用于将电动马达8的旋转运动转换为沿工作轴线3的周期性平移运动。传动部件17的示例包含冲击机构偏心轮21或摆动盘。激励件14的平移运动的周期由电动马达8的旋转速度和可选地由传动部件17中的减速比限定。很明显的是，连杆7通过连接销80紧固到旋转驱动件70的套筒79。很明显的是，套筒79承载球保持架76，并且套筒79部分地围绕轨道体接合，即特别是在球保持架76的区域中围绕轨道体接合。通过传动部件17，旋转驱动件70和冲击机构50都与手持式动力工具100的电动马达联接。从图4可以看出，冲击机构50至少部分地布置在轨道体75内并且部分地布置在承载球保持架77的套筒79内。
36.撞击件15通过气动弹簧与激励件14的运动联接。气动弹簧由封闭在激励件14与撞击件15之间的气动室18形成。撞击件15在撞击方向6上移动，直到撞击件15撞击砧座16。砧座16在撞击方向6上支承抵靠工具4并将冲击传递到工具4。撞击件15的运动周期与激励件14的运动周期相同。因此，撞击件15以与周期的倒数相同的撞击率撞击。最佳撞击率由撞击件15的质量和气动室18的几何尺寸限定。最佳撞击率可以位于25hz和100hz之间的范围内。
37.冲击机构50的示例具有活塞状激励件14和活塞状撞击件15，该激励件和撞击件被引导管19沿工作轴线3引导。激励件14和撞击件15以其侧向表面支承抵靠引导管19的内表面。气动室18沿工作轴线3被激励件14和撞击件15封闭，并且在径向方向上被引导管19封闭。激励件14和撞击件15的侧向表面中的密封环可以改善气动室18的气密封闭。
38.旋转驱动件70包含与工作轴线3同轴布置的主轴13。主轴13例如是中空的，并且冲击机构50布置在主轴内。工具装配件2装配在主轴13上。工具装配件2可以通过关闭机构可释放地或永久地连接到主轴13。
39.主轴13优选地周期性地旋转。优选地，主轴13以取决于旋转位置的(由呈开槽联杆机构71形式的旋转驱动件70引起的)速度连续地旋转。因此，主轴13在电动马达8的恒定转速下执行不规则的脉动式旋转输出运动da。旋转驱动件70与冲击机构50同步，其中，撞击运动和旋转运动可以是相位偏移的，例如偏移180度。
40.附图标记列表
41.1爪
42.2工具装配件
43.3工作轴线
44.4撞击工具
45.5锁止球
46.6撞击方向
47.7连杆
48.8电动马达
49.9可再充电电池
50.10机器壳体
51.11手柄
52.12操作按钮
53.13主轴
54.14激励件
55.15撞击件
56.16砧座
57.17传动部件
58.18气动室
59.19引导管
60.21冲击机构偏心轮
61.50冲击机构
62.69固定轴承
63.70旋转驱动件
64.71开槽联杆机构
65.72自由轮
66.73防旋转保护装置
67.75轨道体
68.76球
69.77球保持架
70.78环形轨道轮廓
71.79套筒
72.80连接销
73.100手持式动力工具
74.101锤钻
75.br轨道方向
76.da旋转输出运动
77.eb拐角区域
78.hd连杆的冲程距离
79.ft收集漏斗部
80.lr向左定向的箭头
81.of表面
82.pr向右定向的箭头
83.se推力输入运动
84.sp奇异点
85.sw螺旋角
86.u圆周方向
87.up转向点
88.vpl推力输入运动的速度
89.vda旋转输出运动的速度