专利名称：手持式电动工具机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种手持式电动工具机。
在一种设计成冲击钻孔机的已知的手持式电动工具机(DE 4213291 A1)中，转矩离合器作为一种带有盘形弹簧的滑动离合器设计的保护性离合器，以便在钻孔过程中刀具锁紧时对机器和使用者进行保护。不同工作状态调节用的调节组件可实现换档和从冲击钻运行转换为锤子或凿子运行。
众所周知的所谓蓄电池电动螺丝板手是借助于调节组件调节到最大容许的转矩来拧紧螺丝的，转矩调节可进行分级，并通过调节组件的转换可调节到多个调节位置。
具有权利要求1特征的本发明手持式电动工具机的优点是，由于将调节组件分成一个执行传动调节功能的控制环和一个手工操作的结构环可改变从一种机器到另一种机器的调节组件的外观，不需要改变调节所需的传动装置。控制环属于传动装置，并由这里提出的要求决定，而且满足对全部传动类型都是相同的全部功能。结构环承担全部变化的功能，不由传动装置决定，并可在任何时候装上和更换。其外观可由一种机器到另一种机器有所改变，同样调节位置的数目及其相对于结构环的旋转角度的位置也可改变。不用结构环，调节传动装置也具有完全的功能作用，这时只有转矩调节是无级的。
通过在其他各项权利要求中提出的措施可有利改进和改善权利要求1中所述的手工电动工具机。
根据本发明的一种优选结构型式，在转矩离合器中装有一个锁紧离合器，该锁紧离合器在转矩离合器的离合器零件之间在旋转方向内建立一种由外形连接构成的牢固连接。该锁紧离合器借助于调节元件而可啮合和脱开，而为此所需的控制功能则由一个控制环执行。
根据本发明的一种有利的结构型式，设置了一个冲击装置来轴向驱动刀具轴或轴向驱动一个由刀具轴驱动的刀具。该冲击装置借助于一个调节组件而可啮合和脱开，而为此所需的控制功能则由控制环执行。
手持式电动工具机的这些结构特点具有这样的优点，即用该控制环除了可进行转矩离合器的调节功能外，还可进行手持式电动工具机的一定工作状态的接通和脱开的其他控制功能，例如在一种可作为螺丝板手和钻孔工具的组合式手持式电动工具机中的“冲击钻孔”和“钻孔”的工作状态，在这两种工作状态中，转矩离合器都不起作用，而是装在转矩离合器中的锁紧离合器接通。该锁紧离合器避免在钻孔操作中由离合器传递可导致变速箱外壳产生很大荷载的轴向力，并使转矩离合器的离合器弹簧卸载，所以转矩离合器可达到一个显著长的寿命；根据本发明的一种有利结构型式，结构环设计成罩形，并可扣合到控制环上。其中，在结构环内设定有定位位置，这些位置与执行调节功能和控制功能的控制环的调节位置相对应。从而可在任何时候安装结构环，而不需要附加的工具和附加的定位装置，并可进行事后更换。通过设定不同定位位置可用相同的调节传动实现转矩调节的不同级数、级到级的不同调节角度以及最终位置角度。
下面结合附图所示的一个实施例来详细说明本发明。其中
图1表示一种手持式电动工具机的部分纵截面；图2表示图1部分剖开的手持式电动工具机的一个调节组件的透视图；图3表示图2调节组件的一个结构环的两个不同的透视图；图4表示图2调节组件的一个定位弹簧的透视图；图5表示图2调节组件的一个盖的两个不同的透视图；图6表示图1部分剖开的手持式电动工具机的一个离合器的透视图；图7表示带有图2调节组件的零件的图6离合器的零件分解图；图8表示图6离合器的一个离合器零件的透视图；图9表示图6离合器的另一个离合器零件的两个不同的透视图；图10表示带有图2调节组件的零件时图6离合器的部分剖开的透视图；图11表示图10离合器的一个锁紧锲块的两个不同的透视图；图12表示带有刀具轴、枢轴承和钻孔/冲击钻孔转换用的转换装置的一种手持式电动工具机的部分剖开的透视图；图13表示图12钻孔/冲击钻孔转换装置的零件分解图14表示在冲击钻孔工作状态时刀具轴和冲击装置的零件分解图；图1中以纵截面示出的部分手持式电动工具机可作为钻孔机、冲击钻孔机和具有可调节转矩的电动螺丝扳手使用。在用10表示的机壳中装有一台图中未示出的电动机，该电动机通过一个传动装置11传动一根支承在主轴轴承36中的刀具轴12。该刀具轴12一端带有螺纹轴颈121，在该轴颈上拧紧一个卡盘，该卡盘用来卡紧钻头、冲击钻头或不同的螺旋刀具。在电动机和刀具轴12之间的传动链内设置了一个转矩离合器13，该离合器可传递的最大转矩借助于一个手动的调节组件14可预先选定几个级。此外，该调节元件还具有用来调节工作状态“冲击钻孔”和工作状态“钻孔”的另外两个调节位置。在这两种工作状态中，离合器13刚性啮合，即作为转矩离合器不起作用，而是作为锁紧离合器工作。
离合器13具有一个离合器壳15(图1、2、6、7、10、12)，在壳上抗扭地并可轴向移动地固定一个环形的第一离合器元件16(图9)。第一离合器零件16与一个在传动装置11的行星齿轮的内齿轮17上构成的第二离合器零件18啮合，其中第一离合器零件16上的孤形离合器凸块161位于第二离合器零件18的倾斜的离合器凸块181之间。此外，第二离合器零件18还带有离合器凸块182，这些离合器凸块182比离合器凸块181径向向外布置得远一些，并与它们大致径向成一条直线。离合器零件16也带有离合器凸块162，它们凸出于第一离合器零件16背离第二离合器零件18的一侧上，并将第一离合器零件16抗扭地锚定在离合器壳15上。该离合器壳15带有外螺纹151(图7)，在该外螺纹上下可拧紧一个调节螺母19。在调节螺母19和第一离合器零件16之间支承一个离合器弹簧20，该弹簧通过力连接将离合器凸块161和181啮合到两个离合器零件16和18上。调节螺母19通过旋转在外螺纹151上沿第一离合器零件16的方向移动得越远，离合器弹簧20的预应力越大，而且通过转矩离合器13传递到刀具轴12上的最大转矩也越大。只要在刀具上不超过调节的转矩，内齿轮17就被锁定，而且支承在行星齿轮托架22上的行星齿轮21在内齿轮17的内齿171上滚动。由此旋转的行星齿轮托架22传动刀具轴12。如果作用在刀具轴12上的反作用力矩超过由离合器弹簧20调节的转矩，则离合器凸块161和181相互在两个离合器零件16和18旁边旋转。这样传动装置11的内齿轮17不再锁紧，所以行星齿轮21在传动装置11中不再支承在内齿轮17的内螺纹171上，从而不再有转矩通过行星齿轮托架22传递到刀具轴12上。
如图1和2所示，调节组件14具有一个换档齿套23(图7)、一个搭接在该换档齿套23上的罩形结构环24(图3)和一个扣在离合器壳15的端面上的盖25(图5)，该盖用作换档齿套23的导向和结构环24的轴向的旋转定位。盖25固定用的卡紧钩子在图5和图2中用251表示，而结构环24安装用的卡紧钩子则用252表示。从图2可看出，卡紧钩子251卡住离合器壳15上的后面的相应凸起部152，而卡紧钩子252则卡入结构环24上的一个环形槽245中。在盖25上进行导向运动的换档齿套23用一个楔块嵌入调节螺母19中，于是在换档齿套23旋转时，调节螺母19一起旋转，并在轴向移动的情况下拧入离合器壳15的外螺纹151中。换档齿套23和调节螺母19共同构成一个控制环，转矩离合器13的全部调节功能和装在该转矩离合器13中的锁紧离合器的啮合和脱开的控制功能以及一个尚待叙述的、“冲击钻孔”工作状态用的控制机构30的接通和脱开都由该控制环来进行。在盖25和离合器壳15之间嵌入一个定位弹簧26(图4)，防止旋转和移动。该定位弹簧26具有一个定位头261，该定位头与结构环24中的定位槽241相互作用。结构环24上的定位槽241的位置和数目决定调节组件14的单个调节位置的定位和数目。结构环24扣合在换档齿套23上并与它抗扭连接。为此，结构环的内侧上的连接片242(图3B)嵌入换档齿套23的相应的槽231中(图7)。在结构环24的内侧上构成的卡紧元件243嵌入换档齿套23上侧的后面相应构成的凸起部232中(图2)，使结构环24轴向不移动地固定在换档齿套23上。
调节组件14的调节位置的顺序是这样规定的在第一个调节位置内可调节“冲击钻孔”工作状态，在下面的第二个调节位置内可调节“钻孔”工作状态和在其余的例如15个依次排列的调节位置内可调节手工机具用作电动螺丝板手时的转矩离合器13的不同转矩等级。随着结构环24的转动的不断增加，调节位置的数目也不断增加，这时在转矩离合器13中调节的最大传递转矩逐步增加。在结构环24的两个前面的调节位置中，转离合器13不起作用，锁紧离合器接通，于是离合器弹簧20在很大程度上卸载。
为了转矩离合器13的刚性啮合或为了装在转矩离合器13中的锁紧离合器的接通，在离合器壳15的整个圆周上均匀分布设置多个可轴向进行导向运动的锁紧楔块27，它们把抗扭地固定在离合器壳(15)上的离合器零件(16)锁紧在凸块162之间。在图10中只看到一个锁紧楔块27，该楔块在图11中用两个不同的视图表示出来。如图10所示，该锁紧楔块27借助于一个在离合器壳15上支承的压缩弹簧28朝一个在轴向内沿圆周方向不断上升的在换档齿套23上构成的环形凸轮槽29施压。这样压缩弹簧28压住垂直于锁紧楔块27的移动方向的一个端面271(图11B)，并由一根轴颈23支承，而另一端面272则紧贴在凸轮槽29上。锁紧楔块27的两个平行于锁紧楔块27移动方向延伸的纵面274和275设计成贴合面。在工作状态“冲击钻孔”和“钻孔”时，在结构环24的前两个调节位置内，换档齿套23具有这样的旋转位置，即凸轮槽29将锁紧楔块27朝压缩弹簧28推入第二离合器零件18上的离合器凸块182之间。这样锁紧楔块27的贴合面274、275之一便贴合在罩182的一个沿轴向延伸的面182a或182b上(图8)，并在两个离合零件16、18之间建立一个纯粹通过外形连接形成的牢固连接。在整个圆周上均匀分布设置多个锁紧楔块27时，每个楔块27都支承在一个单独的凸轮槽29上，而凸轮槽29则以一定径向距离相互同心设置在换档齿套23面向离合器13的端面上。如果结构环24继续旋转超出前两个调节位置时，凸轮槽29退后，而锁紧楔块27则通过压缩弹簧28从第二个离合器零件18中重新退出，这时转矩离合器13产生作用，它传递的最大转矩由离合器弹簧20的预应力决定。
在“冲击钻孔”工作状态时，刀具轴12除其旋转运动外还产生一个具有很小的轴向行程的上升运动。为此，构成冲击装置30的棘轮具有两个棘轮件31、32(图1和图14)，其中，第一棘轮件31与刀具轴12刚性连接，而第二棘轮件32则抗扭地和轴向可移动地固定在离合器壳15中。一个压缩弹簧33将第二棘轮件32固定在离合器壳15的一个止挡34上。在图14零件分解图中看到的冲击装置30的两个棘轮件31、32通过压缩弹簧33和另一个支承在工具轴19和主轴轴承36之间的压簧35用其相互面对的棘轮齿部保持啮合。在旋转时，刀具轴12作用的轴向行程由棘轮齿部的轴向高度来决定。当结构环24位于它的第一调节位置时，这两个棘轮件31、32通过它们的棘轮齿部相互啮合，于是冲击装置30接通。当结构环24旋转到它的下一个调节位置时，则移动爪37便将刀具轴12推动这样远(图1右方)，使两个棘轮件31、32脱开，如图1所示。在刀具轴12移动时，第二棘轮件32在压缩弹簧33的弹力作用下贴合到离合器壳1 5的止挡34上，所以它不可能随刀具轴12的移动和随第一棘轮件31的移动而移动。该冲击装置30脱开。刀具轴12产生一个纯粹的旋转运动。
为清晰起见，图1中只将移动爪37作为结构单元示出，该结构单元可从零件分解图13中看出。它包括一个轴承环38，主轴轴承36通过外形连接装入该轴承环中，并通过压紧弹簧35压到轴承环底部；还包括一个月牙环39，该月牙环39抗扭地装在离合器壳1 5上；以及包括一个连接环40，该连接环40用圆周上的弓形段401搭接月牙环39，它们通过外形连接装在换档齿套23中，并在换档齿套23和连接环40之间建立一个抗扭的连接。月牙环39在其面向连接环40的端面上带有两个上升斜面41，这两个上升斜面以一定距离相互布置在圆周方向内。每个上升斜面41从月牙环39环形面的圆周方向看去逐渐升高并朝环形面方向重新逐渐降低。平面贴合在月牙环39的环形面积上的连接环40在每个上升斜面41的范围内带有一个凹槽42，凹槽42的长度大于斜面的长度。轴承环38用三个以相同圆周角度相互错开布置的钩爪43钩住离月牙环39的端面的连接环40。其中，钩爪43同时将轴承环38抗扭地固定在月牙环39中。
图12表示一个组成的移动爪的透视图。在图示位置内，上升斜面41在月牙环39上通过凹槽42伸入连接环40中，而连接环40则平面贴合到月牙环39上。如前所述，刀具轴12通过压紧弹簧35沿图1左方推动这样远，使棘轮件31、32相互啮合和第二棘轮件32从止挡34升起。这样，“冲击钻孔”工作状态接通，同时通过换档齿套23的相应旋转位置使锁紧离合器接通。当结构环24转到它的第二个调节位置时，连接环40移到上升斜面41上，同时轴承环38通过钩爪43朝压缩弹簧35的弹力产生一个轴向移动。支承在刀具轴12的一个台肩122上(图1)的主轴轴承36推动刀具轴向图1右方移动。由上升斜面41的轴向高度决定的轴向移动距离是这样确定的，使棘轮件31、32脱开，并使第二棘轮件32贴合到止挡34上。“钻孔”工作状态是这样调节的，通过换档齿套23的相应的转动位置使锁紧离合器保持接通。当结构环24从这个第二调节位置继续转动到其他的调节位置时，一起转动的调节环40不再可能离开上升斜面41，所以在结构环24的全部其他旋转位置中，冲击装置30都不起作用。同时在这个旋转范围内，在换档齿套23上这样构成凸轮槽29，即锁紧楔块27通过它的压缩弹簧28重新退出第二离合器零件18，于是锁紧离合器脱开，转矩离合器13起作用。
本发明不限于上述的实施例，例如工作状态“冲击钻孔”、“钻孔”和转矩预选的调节组件14的调节位置的排列顺序不是不可改变的。在移动爪37的适当的别的结构型式的情况下，工作状态“冲击钻孔”和“钻孔”的调节位置可以交换位置。这两个调节位置也不必一定要位于转矩预选的调节位置组之前，虽然这对离合器弹簧20的卸载在这两种工作状态中都是有利的。如果忍受一定的离合器弹簧荷载，则例如还可在转矩调节位置组之间插入工作状态“钻孔”和/或“冲击钻孔”的其他调节位置，从而可达到调节组件14的较短的转换行程。
权利要求
1．手持式电动工具机具有一根电动机传动的刀具轴(12)、一个在电动机和刀具轴(12)之间的传动链中设置的用来传递可预定的最大转矩的转矩离合器(13)以及一个在该转矩离合器(13)中不同转矩分级调节用的手动调节组件(14)，其特征在于，调节组件(14)具有一个执行调节功能的、可绕机器轴旋转的控制环(19、23)和一个与该控制环抗扭连接的用手工旋转操作的结构环(24)。
2．按权利要求1的手持式电动机具机，其特征在于在转矩离合器(13)中装一个锁紧离合器，该锁紧离合器在转矩离合器(13)的两个离合器零件(16、18)之间建立一种通过外形连接产生的牢固连接；该锁紧离合器借助于一个调节组件(14)可以接通和脱开；为该锁紧离合器接通和脱开的控制功能配置了控制环(19、23)。
3．按权利要求1或2的手持式电动工具机，其特征在于设置了一个冲击装置(30)来轴向传动刀具轴12或轴向传动一个由刀具轴(12)传动的刀具；该冲击装置(30)借助于调节组件(14)而可啮合和脱开；为该冲击装置(30)的接通和脱开的控制功能配置了控制环(19、23)。
4．按权利要求1至3任一项的手持电动工具机，其特征在于，结构环(24)设计成罩形，并可扣合到控制环(19、23)上。
5．按权利要求1至4任一项的手持式电动工具机，其特征在于，结构环(24)具有定位位置，这些位置与执行调节功能和控制功能的控制环(19、23)的调节位置相对应。
6．按权利要求1至5任一项的手持式电动工具机，其特征在于，结构环(24)的定位位置通过在其整个圆周上均匀分布设置的定位槽(241)固定在结构环(24)的内侧上，它们与一个固定的定位弹簧(26)共同作用。
7．按权利要求1至6任一项的手持式电动工具机，其特征在于控制环具有一个换档齿套(23)和一个调节螺母(19)，它们抗扭地并轴向可相对移动地相互连接；罩形的结构环(24)最好完全夹紧换档齿套(23)并牢固扣合到该换档齿套上。
8．按权利要求7的手持式电协工具机，其特征在于转矩离合器(13)具有一个离合器壳(15)和两个通过一个离合器弹簧(20)用力啮合在一起的离合器零件(16、18)；调节螺母(19)可用螺纹拧到离合器壳(15)上，该离合器弹簧(20)支承在该调节螺母(19)和一个抗扭地并可轴向移动地固定在离合器壳(15)上的离合器零件(16)之间。
9．按权利要求8的手持式电动工具机，其特征在于，在离合器壳(15)上固定一个盖(25)，在该盖上，换档齿套(23)可进行导向运动，罩形的结构环(24)可旋转地牢固扣合。
10．按权利要求9的手持式电动工具机，其特征在于，定位弹簧(26)固定在离合器壳(1 5)和盖(25)之间，以防止旋转和移动，并用一个定位头(261)插入结构环(24)上的定位槽(241)中。
11．按权利要求8至10任一项的手持式电动工具机，其特征在于装在转矩离合器(13)内的锁紧离合器具有至少一个固定在一个离合器零件(16)内可轴向移动的锁紧楔块(27)，该锁紧楔块通过轴向移动这样伸入设置在第二离合器零件(18)上的离合器凸块(182)之间，使沿轴向延伸的贴合面(274、275、182a、182b)相互贴合在锁紧楔块(27)和离合器凸块(182)上；在换档齿套(23)上至少构成一个沿轴向不断上升的并沿圆周方向延伸的凸轮槽(29)，至少一个锁紧楔块(27)用一个垂直于贴合面(274、275)延伸的端面(272)在弹力作用下支承在该凸轮槽上。
12．按权利要求11的手持式电动工具机，其特征在于，在至少一个锁紧楔块(27)的面离该凸轮槽(29)的端面(271)和离合器壳(15)之间支承一个压缩弹簧(28)。
13．按权利要求11或12的手持式电动工具机，其特征在于，在该换档齿套(23)上至少这样构成一个凸轮槽(29)，即在结构环(24)的两个前后定位位置之间的换档齿套(23)的一个预定的旋转角度范围内，至少一个楔块(27)在凸轮槽(29)的轴向最高峰的范围内贴合到该凸轮槽上。
14．按权利要求11至13任一项的手持式电动工具机，其特征在于在转矩离合器(13)的离合器零件(16、18)的整个圆周上最好均匀分布设置多个锁紧楔块(27)；每个锁紧楔块(27)贴合在一个单独的凸轮槽(29)上；这些凸轮槽(29)以一定径向距离相互同心地设置在换档齿套(23)面向离合器零件(16、18)的端面上。
15．按权利要求7至14任一项的手持式电动工具机，其特征在于冲击装置(30)具有一个与刀具轴(12)刚性连接的第一棘轮件(31)和一个不旋转的并可轴向移动设置的第二棘轮件(32)，它们的棘轮齿部通过作用在该棘轮件(31、32)上的弹力相互啮合；换档齿套(23)设计成在一个旋转角度的范围内，它所引起的刀具轴(12)的轴向移动可使两个棘轮件(31、32)脱开。
16．按权利要求15的手持式电动工具机，其特征在于，支承刀具轴(12)的主轴轴承(36)插入一个轴承环(38)中，该轴承环相对于离合器壳(15)抗扭地并可轴向移动地设置，并在换档齿套(23)的转角范围内产生一个使棘轮件(31、32)脱开的轴向行程，这时一个由一个压缩弹簧(33)加载的轴向移动的棘轮件(32)支承在一个止挡(34)上。
17．按权利要求16的手持式电动工具机，其特征在于，主轴轴承(36)通过一个支承在刀具轴(12)上的压紧弹簧(35)用力连接固定在轴承环(38)的底部。
18．按权利要求17的手持式电动工具机，其特征在于在该离合器壳(15)上抗扭地装有一个月牙环(39)，该月牙环在其将离轴承环(38)的环形面上带有两个以一定距离相互设置在圆周方向内的轴向凸出的上升斜面(41)，该上升斜面分别沿圆周方向从环形面开始上升并朝环形面重新下降；在该月牙环(39)的端面上贴合一个与换档齿套(23)抗扭连接的连接环(40)，在每个上升斜面(41)的范围内，该连接环都带有一个凹槽(42)，该凹槽(42)的长度大于该斜面的长度；该连接环(40)在其背离月牙环(39)的端面上被至少两个以相同圆周角相互设置在轴承环(38)上的钩爪(43)卡住，该钩爪同时把轴承环(38)抗扭地固定在月牙环(39)中。
全文摘要
手持式电动工具机具有一根电动机传动的工具轴(12)和一个在电动机和刀具轴之间的传动链中设置的转矩离合器以及一个用来调节转矩离合器的不同转矩等级的手工调节组件(14)，为了从一种机器到另一种机器改变调节组件(14)而不改变所需的传动装置，该调节组件(14)分成一个执行调节功能的可绕机器轴旋转的控制环(23)和一个与该控制环抗扭连接的手工旋转操作的结构环。
文档编号B25B21/00GK1227987SQ9910258
公开日1999年9月8日 申请日期1999年3月3日 优先权日1998年3月4日
发明者C·格伯, T·迈尔, S·克勒, O·蔡特 申请人:星蒂拉公开股份有限公司