专利名称：用于电动工具的模式选择机构和具有这种机构的电动工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电动工具的模式选择机构，特别是涉及，但不限于，用于防止同时启动线锯的卷动(scrolling)模式(即，其中支撑线锯锯条的输出轴能够相对于线锯外壳绕其纵轴线旋转)和线锯的轨道模式(即，其中输出轴相对于外壳能够绕横向于其纵轴线的轴线枢转，以便将摆动模式叠加在该线锯锯条的轴向往复运动上)的模式选择机构。本发明还涉及具有这种模式选择机构的电动工具。
背景技术：
EP0158325公开了一种线锯，该线锯具有(i)卷动模式，其中输出轴和线锯锯条能绕该输出轴的纵轴线旋转，以便能够比锯条只朝向前面的常规的线锯切割更小的曲率半径或更复杂形式的切口，和(ii)轨道模式，其中输出轴沿前后方向绕枢轴摆动，以有助于线锯锯条的切割动作。
在具有卷动模式和轨道模式的线锯中，希望防止同时启动卷动模式和轨道模式，因为在轨道模式中当线锯锯条相对于该线锯外壳不是定向为向前时该线锯很难操作。在EP0158325中的线锯中，这是通过模式选择机构实现的，其中模式选择装置具有小齿轮和凸轮面，使得在轨道模式中，小齿轮移动齿条使其与一个卷动旋钮接合以防止该卷动旋钮相对于该外壳转动，而在卷动模式中，该凸轮表面防止该线锯的输出轴绕其摆动轴线的枢转运动。但是，这种已知的设置具有缺点，即该齿条和小齿轮机构结构复杂并且难以装配，大大增加了具有这种机构的线锯的生产成本。
具有卷动模式和轨道模式的另一种线锯在DEU8702727.5中公开。在这种线锯中，模式选择旋钮在轨道模式的上部位置和卷动模式的下部位置之间移动托架，其中，在轨道模式的上部位置，防止该线锯的输出轴绕纵轴线转动，在卷动模式的下部位置，防止该输出轴绕横向于该纵轴线的轴线枢转。但是，这种线锯的缺点是该托架不能用来同时禁止使用卷动模式和轨道模式，结果需要另一种机构。这进而又增加线锯生产成本并且使线锯不容易使用。
发明内容
本发明的优选实施例旨在克服现有技术中的缺点。
根据本发明的一方面，提供一种用于电动工具的模式选择机构，该工具具有一个工具外壳，一个设置在该工具外壳中的电机，和一个输出轴，该输出轴适于相对于该工具外壳以往复运动方式被该电机驱动，并支撑该工具的工作元件使该工作元件相对于该工具外壳往复运动，该模式选择机构包括至少一个可在相应的第一位置、相应的第二位置和相应的第三位置之间移动的锁紧部件，其中，在第一位置，该工具的输出轴可绕其纵轴线枢转，在第二位置，防止该输出轴绕其纵轴线枢转，并且防止其与驱动机构接合，以防止该输出轴绕横向于所述纵轴线的枢转轴线枢转，在第三位置，防止该输出轴绕其纵轴线枢转，但输出轴接合所述驱动机构以使该输出轴绕横向于所述纵轴线的枢转轴线枢转，其中，所述锁紧部件具有至少相应的第一凸起和/或凹槽；和至少一个模式选择部件，用于接合相应的所述锁紧部件，以在其第一、第二和第三位置之间移动该锁紧部件，并具有至少一个第二凸起和/或凹槽，用于接合所述锁紧部件的相应的所述第一凹槽和/或凸起；其中，在所述锁紧部件在其所述第一、第二和第三位置之间运动时，所述模式选择部件至少一个所述凸起和/或凹槽适于保持与所述锁紧部件的相应的所述凹槽和/或凸起接合。
通过提供模式选择部件的至少一个凸起和/或凹槽，该凸起和/或凹槽在所述锁紧部件在其所述第一、第二和第三位置之间运动时，适于与锁紧部件的相应的所述凹槽和/或凸起保持接合，带来的优点是使模式选择机构的结构简单，并且比采用齿条和小齿轮的结构容易装配，这大大地降低了具有这种机构的工具的生产成本。此外，通过提供至少一个在相应的第一、第二和第三位置之间移动相应锁紧部件的模式选择部件，带来的优点是带有该模式选择机构的工具三种模式，例如线锯的卷动模式、轨道模式和常规模式，可以通过单一的启动来选择，进而使工具的操作更方便。
至少一个所述锁紧部件适于在第一和第二位置接合所述工具外壳上的第一启动部件，以防止所述第一启动部件相对于该工具外壳转动。
至少一个所述锁紧部件适于接合第一启动部件上的至少一个相应的凹槽和/或凸起。
至少一个所述模式选择部件可以具有至少一个相应的凸轮面，用于使该输出轴脱离与驱动机构的接合，以防止该输出轴绕横向于所述纵轴线的枢转轴线枢转。
至少一个凸轮面可以是凹槽。
至少一个凸轮面可以是凸起。
至少一个所述模式选择部件可以适于相对于该工具外壳转动。
该机构还可以包括至少一个第一启动部件，用于使该输出轴能够绕所述纵轴线旋转。
该机构还可以包括至少一个第二启动部件，用于启动至少一个所述模式选择部件，以在第一、第二和第三位置之间移动至少一个所述锁紧部件。
根据本发明的另一方面，提供一种电动工具，其包括一个工具外壳、一个设置在该工具外壳中的电机、一个输出轴，该输出轴适于相对于该工具外壳以往复运动方式被该电机驱动，并支撑该工具的工作元件使该工作元件相对于该工具外壳往复运动，以及如上定义的模式选择机构。
该电动工具可以是线锯。
下面将参考附图，并仅借助于实例并没有任何限定地描述本发明的优选实施例，其中图1是体现本发明的线锯的剖视正面图；图2是图1的线锯的锯条支撑组件、线锯锯条和卷动旋钮的透视图；图3(a)是图2的锯条支撑组件的上轴承的透视图；图3(b)是图3(a)上轴承的正视图；图3(c)是图3(a)上轴承的俯视图；图3(d)是图3(a)上轴承的侧视图；图3(e)是图3(a)上轴承的仰视图；图3(f)是图3(a)上轴承的侧面剖视图；图4是图2的锯条支撑组件、线锯锯条和卷动旋钮与图1的线锯驱动机构一起的侧视图，但是具有与图1所示的装置不同的卷动选择器；
图5(a)是图4的卷动旋钮和卷动锁紧机构在线锯的卷动模式中的透视图；图5(b)是对应于图5(a)卷动旋钮和卷动锁紧机构在线锯的常规模式中的透视图；图5(c)是对应于图5(a)卷动旋钮和卷动锁紧机构在线锯的轨道模式中的透视图；图6(a)是图2的锯条支撑组件的苏格兰轭、输出轴和锯条夹紧机构的正视图；图6(b)是图6(a)的苏格兰轭、输出轴和锯条夹紧机构的透视图；图6(c)是图6(a)和图6(b)的苏格兰轭的俯视图；图7是图2的锯条支撑组件的透视图；图8是图7的锯条支撑组件的俯视图；图9是图7的锯条支撑组件的后视图；图10是沿图8的A-A线的侧剖视图；图11是沿图10的B-B线的视图；图12是锯条未切割工件时图10的锯条支撑组件下部的放大视图；以及图13是锯条切割工件时相应于图12的视图。
具体实施例方式
参考图1，线锯2具有外壳4，外壳4包括形成把手8的两个贝壳式的半边6(图1中只示出一个)，把手8具有用于操纵电机12的启动开关10，电机12通过电缆14供有电源。用于放置于工件(未示出)上的底板16位于该外壳4的下部，并且线锯锯条18(图2)由锯条夹紧机构22连接于输出轴20的下端。锯条夹紧机构22的操作不涉及对本发明的理解，因此在这里不进行详细描述。底板16的取向可以相对于外壳4进行调节以便能够斜边切割，并且能够用由锁紧机构26操纵的夹紧螺钉24固定，其也不涉及对本发明的理解，因此在这里不进行详细描述。
电机12驱动装有风扇30的轴28。当风扇30旋转时，空气经导管32排出并且可以用于吹掉锯条18附近的锯末，并且通过外壳4上的入口34吸入空气以冷却电机12。轴28装有与主动齿轮38啮合的小齿轮36，该主动齿轮38绕轴线40安装并在其前面装有一凸轮表面42。凸轮随动件44通过卷动选择器48的凸轮部分46可选择地与凸轮表面42啮合，以便以下面详细描述的方式操纵线锯的轨道模式。齿轮38还装有一偏心销50，该偏心销以可滑动方式安装在苏格兰轭机构54的槽52内，该苏格兰轭机构54安装在输出轴20上。
参考图2，卷动旋钮56以可旋转方式安装在外壳4上，用于调节锯条18相对于外壳4的取向。该卷动旋钮56具有轴环部分58，其内具有十字形孔60，该孔的作用将在下面详细描述。锯条支撑组件62具有支撑支架64，支撑支架64具有耳轴66，其被接纳在外壳4相应的凹槽(未示出)内，以使组件62在线锯的轨道模式中能够绕X-X轴线相对于外壳4枢转。上部轴承68(图3)具有一个部分球形部70，其相对于支撑支架64可绕Y-Y轴线转动，并且具有用于接纳输出轴20的槽72，以便输出轴20在Y-Y轴线方向相对于上轴承68能够滑动，但是防止其在横向于Y-Y轴线的方向相对于上轴承68移动。该上轴承68还具有一对支腿74，其被接纳在卷动旋钮56的十字孔60内，以便使轴承68(并且因此使输出轴20)与卷动旋钮56一起绕Y-Y轴线旋转，而轴承68相对于卷动旋钮56绕X-X轴线的有限的枢转运动是允许的。
在线锯的卷动、轨道和常规模式之间进行选择的机构参考图4和5详细示出。锁紧臂76以可滑动方式安装在外壳4中，并且在图5(a)所示的下部位置和图5(b)和5(c)所示的两个上部位置之间能够移动，其中，在下部位置中，卷动旋钮56能够相对于外壳4转动，在两上部位置中锁紧臂76的上端78被接纳在卷动旋 56下侧的一个或多个槽80内，以防止卷动旋钮56相对于外壳4绕Y-Y轴线转动。卷动选择器48以可转动方式安装在外壳4中，并通过外壳4上的模式选择旋钮(未示出)可以转动，并且，锁紧臂76的下端82具有圆化槽84，其接纳设置在卷动选择器48上的圆化齿86，以便卷动选择器48相对于外壳4的旋转引起锁紧臂76平行于Y-Y轴线的运动。卷动选择器48还带有一凸轮表面，该凸轮表面在图1所示的实施例中是一个凸起46，而在图5(a)至图5(c)所示的实施例中是凹槽88。
参考图5(a)至图5(c)，在图5(a)所示的位置，卷动选择器48相对于外壳4绕轴线90的旋转位置使得锁紧臂76的上端78不被接纳在卷动旋钮56的任何槽80中，其结果是，卷动旋钮56(并且因此还有输出轴20和线锯锯条18)能够绕Y-Y轴线相对于外壳4旋转，以使锯条18能够进行卷动运动。同时，由于当锯条18相对于外壳4的取向不是向前时很难以轨道模式操作线锯，因此当线锯在卷动模式中时希望防止锯条18的轨道运动。这在图5(a)所示的位置实现，因为锁紧臂76的下部82没有被接纳在凹槽88中，其结果是锁紧臂76相对于卷动选择器48被向前推。这进而又使锁紧臂76邻接支撑架64的下部92(图2)，这引起支撑组件62绕X-X轴线克服弹簧(未示出)的作用向前枢转，因此凸轮随动件44保持与齿轮38上的凸轮面42的脱离接合。结果，当齿轮38旋转时摆动运动不能传递给支撑组件62。
当卷动选择器48绕轴线90反时针方向旋转到图5(b)所示的位置时，齿86与槽84的啮合引起锁紧臂76向上移动，因此上端78被接纳在卷动旋钮56中的槽80中，以防止卷动旋钮56相对于外壳4旋转。同时，锁紧臂76的下端82仍然没有接纳在凹槽88中，由于这个结果，凸轮随动件44仍然保持与齿轮38上的凸轮表面42脱离接合，所以摆动运动不能传递到支撑组件62。
当卷动选择器48绕轴线90反时针方向进一步旋转到图5(c)所示的位置时，锁紧臂76的上端78仍被接纳在槽80中，但是锁紧臂76的下端82现在被接纳在卷动选择器48上的凹槽88中。结果，支撑组件62和锁紧臂76在弹簧(未示出)的作用下能够枢转使凸轮随动件44与齿轮38上的凸轮表面42相接合，因此，当齿轮38被电机12转动时摆动作用能传递到支撑组件62。因此，可以看到，当轨道模式起作用时不允许卷动模式，反之亦然。通过借助于齿86在槽84中的啮合(与协作的齿条和小齿轮不同)操纵锁紧臂76，提供显著简化卷动锁紧机构制造和装配的优点，这进而又减少了线锯的制造成本。
参考图6(a)至图6(c)，输出轴20在大部分长度上具有矩形横截面。这样设置的优点是轴20的端部可以以非旋转的方式安装在邻近的部件上而不需要穿过轴的十字形销(这种销在圆形横截面轴的情况下是必须的)，该销需要安装在槽里面，该槽至少与轴20往复运动时十字销移动的距离一样深。结果，线锯在轴20端部的部件可以比圆形横截面轴的情况制造成更紧凑的结构。
为了使轴20在线锯的卷动模式中能够相对于苏格兰轭54旋转，一对大致D形的插入件94安装在轴20的相对两侧，为轴的该部分提供部分圆形外横截面，并且苏格兰轭54通过其上下凸缘98中的圆孔96以可旋转方式安装在轴20上。然后，苏格兰轭54用销钉100穿过D形插入件94和轴20固定在轴20上，以便使苏格兰轭54不能相对于轴20轴向移动，但是能够相对于轴枢转，所以无论锯条18相对于外壳4的取向如何，苏格兰轭54的槽52保持面对偏心销50(图1)。这使得当线锯在卷动模式时锯条18能够被往复驱动。
图2的支撑组件62在图7至图13中详细地示出。下轴承102绕输出轴20的纵轴线以可旋转方式安装在支撑支架64上，并具有类似于上轴承68中的槽72的槽，用于可滑动地接纳轴20，以便轴能够相对于轴承68、102进行往复轴向运动，但是防止轴在横向于其纵轴线的方向运动。下轴承102在其下端具有四个伸出的支腿104，以便十字形槽(图11)形成在该支腿104之间，用于接纳轴20并与设置在控制轴承106上的肋120协作，从而在输出轴绕其纵轴线旋转时控制轴承106与下轴承102和输出轴20一起旋转。控制轴承106通过支撑支架64上的凸缘116与控制轴承106中的槽啮合以可旋转方式安装在支撑支架64。
控制轴承106具有支撑臂108，支撑臂108在其远端安装有锯条支撑辊110。锯条支撑辊110具有槽112(图2)，用于接纳线锯锯条18的背面。由于控制轴承106以可旋转方式安装在支撑支架64上，锯条支撑辊110在线锯的卷动、轨道和常规模式中均保持与线锯锯条18的接触。下轴承102、控制轴承106和支撑支架64的大小做成使控制轴承106能够相对于下轴承102绕横向于轴20的纵轴线的轴线进行有限的枢转，并且能够相对于支撑支架64进行有限运动，由于控制轴承106和支撑支架64之间的间隙122导致的运动被弹性密封件118消除，弹性密封118也防止润滑剂从支撑组件62的内部渗漏。
参考图12和13，当线锯被用来切割工件(未示出)时，工件作用在锯条18上的反作用力往往会引起锯条18相对于输出轴20从图12所示的位置反时针方向枢转到图13所示的位置。结果，转动力矩通过锯条支撑辊110沿着图13中箭头C所示的方向施加在支撑臂108上。由于间隙122从图12所示的状态减小到图13所示的状态，这个转动力矩被支撑支架64施加在控制轴承106上的相反的转动力矩所抵消。
但是，由于控制轴承106和下轴承102之间允许的有限的枢转运动，支撑臂108对支撑支架64所施加的转动力矩不传递到下轴承102，并且因此不传递到输出轴20。因此具有如下的优点，即如果摩擦力F(图13)作用在锯条支撑辊110上，结果下轴承102和轴20之间的摩擦力不增加。
本领域技术人员可以理解的是，上述仅通过实例描述的实施例并不是对本发明的限制，而且在不偏离由附加权利要求限定的本发明范围的情况下，可进行各种改变及修改。
权利要求
1.一种用于电动工具的模式选择机构，该工具具有一个工具外壳、一个设置在该工具外壳中的电机和一个输出轴，该输出轴适于以往复运动方式相对于该工具外壳被该电机驱动，并支撑该工具的工作元件使该工作元件相对于该工具外壳往复运动，该模式选择机构包括至少一个可在相应的第一位置、相应的第二位置和相应的第三位置之间移动的锁紧部件，其中，在第一位置，该工具的输出轴可绕其纵轴线枢转，在第二位置，防止该输出轴绕其纵轴线枢转，并且防止其与驱动机构接合，以防止该输出轴绕横向于所述纵轴线的枢转轴线枢转，在第三位置，防止该输出轴绕其纵轴线枢转，但接合所述驱动机构，以使该输出轴绕横向于所述纵轴线的枢转轴线枢转，其中，所述锁紧部件具有至少一个相应的第一凸起和/或凹槽；和至少一个模式选择部件，用于接合相应的所述锁紧部件，以在其第一、第二和第三位置之间移动该锁紧部件，并具有至少一个第二凸起和/或凹槽，用于接合所述锁紧部件上的相应的所述第一凹槽和/或凸起；其中，在所述锁紧部件在其所述第一、第二和第三位置之间运动时，所述模式选择部件的至少一个所述凸起和/或凹槽适于保持与所述锁紧部件的相应的所述凹槽和/或凸起接合。
2.根据权利要求1的机构，其中，至少一个所述锁紧部件适于在第一和第二位置接合所述工具外壳上的第一启动部件，以防止所述第一启动部件相对于该工具外壳转动。
3.根据权利要求2的机构，其中，至少一个所述锁紧部件适于接合第一启动部件上的至少一个相应的槽和/或凸起。
4.根据权利要求中1的机构，其中，至少一个所述模式选择部件具有至少一个相应的凸轮面，用于使该输出轴脱离与该驱动机构的接合，以防止该输出轴绕横向于所述纵轴线的枢转轴线枢转。
5.根据权利要求4的机构，其中，至少一个凸轮面是凹槽。
6.根据权利要求4的机构，其中，至少一个凸轮面是凸起。
7.根据权利要求1的机构，其中，至少一个所述模式选择部件适于相对于该工具外壳转动。
8.根据前述权利要求中任何一项的机构，其中，该机构还包括至少一个第一启动部件，用于使该输出轴能够绕所述纵轴线旋转。
9.根据前述权利却要求中任何一项的机构，其中，该机构还包括至少一个第二启动部件，用于启动至少一个所述模式选择部件，以在其第一、第二和第三位置之间移动至少一个所述锁紧部件。
10.一种电动工具，其具有一个工具外壳、一个设置在该工具外壳中的电机，和一个输出轴，该输出轴适于相对于该工具外壳以往复运动方式被该电机驱动，并支撑该工具的工作元件使该工作元件相对于该工具外壳往复运动，和根据前述任何一项权利要求的模式选择机构。
11.根据权利要求10的电动工具，其中该电动工具是线锯。
全文摘要
本发明公开一种用于具有卷动模式和轨道模式的线锯的模式选择机构。该模式选择机构包括可在第一位置、第二位置和第三位置之间移动的锁紧臂(76)，其中，在第一位置，该卷动旋钮(56)可相对于该工具外壳转动，在第二位置，该锁紧臂接合该卷动旋钮防止其相对于工具外壳转动，并防止该线锯的输出轴绕其横向于该纵轴线的枢转轴线枢转，在第三位置，防止该卷动旋钮相对于工具外壳转动，并且此时该输出轴绕枢转轴线枢转。该锁紧臂(76)具有槽(84)，用于接合卷动选择器(48)上的齿(86)，以在其第一、第二和第三位置之间移动锁紧臂。该齿(86)在锁紧臂在第一、第二和第三位置之间移动时保持与槽(84)的接合。
文档编号B23D49/00GK1699027SQ20051007102
公开日2005年11月23日 申请日期2005年5月18日 优先权日2004年5月18日
发明者菲尔·米利翁 申请人:百得有限公司