专利名称：手持式工具机的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的由流体介质驱动的手 持式工具机。
背景技术：
专利文献US 6347985 Bl公开了一种手持式工具机，它仅通过一 个吸尘器的吸入空气流来驱动。该公知的手持式工具机的核心部件是 传统的冲击式涡轮机(Peltonturbine)，它使用吸尘器的吸入空气来使 驱动主轴转动及由此驱动刀具。该公知的具有也被称为阻力转子的、 仅基于空气脉冲将机械功率传递给轴的轴向-和冲击式涡轮机的手持 式工具机的效率及耐用性仅可有条件地满足对该可由商业上通用的 吸尘器驱动的手持式工具机的工作-和吸出功率提出的高的要求。尤 其是随抽吸空气流吸入的颗粒可到达涡轮与涡轮机壳体之间取决结 构类型的窄的密封间隙中。在那里对于粗的颗粒不存在移开的可能 性，通过这些颗粒在其中的积聚可夹住涡轮机及使其功率受到不利影 响。发明内容具有权利要求1的特征的本发明具有其优点，即，可仅用例如吸 尘器的吸入空气来驱动的、具有可转动的涡轮及固定的涡轮机壳体的 涡轮机作为切削的、尤其是构造成磨削机或铣机的、没有自己的电动 机的手持式工具机的驱动装置，其中，在涡轮与涡轮机壳体之间设置有用于排出或抛出无意地进入的颗粒，如灰尘、尤其是较粗的碎屑， 而不会由于该装置而降低涡轮机的高的效率。由此在无干扰的工作 时，吸入-或鼓入空气的特别高份额的流动能量可转换成机械功率， 其中，在连接或不连接刀具的情况下，如果在涡轮机运行时将该手持 式工具机保持在工件或待清洁的面上，该手持式工具机也可直接作为 吸头使用。此外通过持续地输送走在磨削过程中形成的尘屑颗粒，对周围空 气来说，保证了几乎无尘屑的磨削、铣、钻孔等，由此可使高的切削 量与磨削粉尘的高效吸出相统一，简言之，得到一种特别有利的涡轮 机的变型，该变型可以说是传统的通流的径流式涡轮机与轴流式涡轮 机之间的中间形式，它被构造成对角通流的径流式涡轮机。它将压力 损耗小的优点与空气流能量产出高的优点相结合及由此对于通过空 气流的工具机构成了一个高效的驱动装置。来自于驱动涡轮机的及为 此流过涡轮机的含有颗粒的排出空气的危险通过特定的装置得以排 解。该装置被设置在涡轮与涡轮机壳体之间用于杂散的灰尘及切屑颗 粒的输出或排出，这些颗粒离开主空气流及进入涡轮机的运动部件之 间及可干扰这些运动部件的运动。通过将该装置构造成至少一个设置在涡轮机壳体上的、驱动空气 流入点的附近及涡轮下边缘的前面的环形间隙式的开口，颗粒则可以 在短的路径上又离开涡轮机，而不会发展成可感觉到的阻塞或制动作 用。通过所述装置也由涡轮的表面凹陷和/或增大的表面粗糙度来构 成，并尤其设在涡轮机壳体的开口的附近，为了颗粒通过该开口抛出 而携带及加速颗粒，可达到颗粒的连续输出及涡轮相对涡轮机壳体被 夹住的危险进一步地减小。通过借助可不同地调节的空气阀来进行手持式工具机的转速调节，则可用简单的装置既简单又成本有利地使工具机的转速总适配于 当前的工作条件。
以下借助实施例与附图来详细描述本发明。 附图表示图la: —个超精磨削机(Schwingschleifer)的纵截面， 图lb:该超精磨削机的另一纵截面，图1C:该超精磨削机的一个空间的局部纵截面，图2:用于驱动该超精磨削机的涡轮机的一个纵截面，图3:根据图2的涡轮机的一个俯视立体图，图4:根据图2的涡轮机的一个侧视图。
具体实施方式
图1表示构造成超精磨削机的手持式工具机10，其具有观察者 一眼就可看到的向着内侧的壳体纵壳14。该壳体纵壳与一个未示出 的内径对称的第二个壳体壳构成具有垂直轴线13的钟状的壳体12。 该壳体12由两个壳体壳用螺钉接合起来，这些螺钉可从外部穿过未 示出的壳体壳旋入螺旋孔35中，由此使两个壳体壳在接缝处相接合。 壳体12在其上侧20上过渡到一个相对垂直轴线13垂直地伸出的空 心圆柱形手把16，它被用作抽吸空气出口 18或用于与一个吸尘器相 连接。壳体12在其上侧20上带有一个空气阀22，该空气阀根据需 要释放或关闭通到壳体12内部的流体通道26的开口 24以调节进入 空气。为此在通道壁28的区域86中紧邻开口 24地开有孔，使得管 式的流体通道26中的吸入空气可与外部空气连通。通道壁28通过支 承肋30被保持在壳体壳14上。支承肋30与壳体壳14的内部的加强 肋32连接及通过这些加强肋与壳体壁或壳体壳14相连接。由此空气通道26或通道壁28被加强及尤其是抵抗由流过的吸入空气引起的振 动或谐振而保持稳定。壳体12在下部终止在一个直的圆形的下边缘34上，该下边缘在 其向下的垂直投影中构成具有向外弯拱的边的三角形。与下边缘34 平行地设置有一个磨削盘70，该磨削盘通过弹性振动体75与壳体12 弹性地可运动地相连接。磨削盘70用其烙铁形的基面向外伸出于下 边缘34的三角形的、垂直向下投影的轮廓之外，该磨削盘在其下侧 上具有保持装置，用于接收一个未示出的磨削片。磨削盘可通过一个 轴72及一个未示出的、无相对转动地配合在其端部上的偏心轮沿轨 道被驱动，以致磨削盘的每个点及由此磨削片的每个磨削颗粒画小圆 圈，即摆线超精磨削机(Orbitalschwingschleifer)的典型的磨削图。轴72通过可空气驱动的涡轮机36的涡轮38携带转动及通过一 个上及一个下滚动轴承64， 66可转动地支承在壳体12或前导栅 (Vorldtgitter) 74中，及用其下端配合在第三滚动轴承68中，该第 三滚动轴承用其外圈无相对转动地配合在磨削盘70中。在下滚动轴 承66与第三滚动轴承68之间轴72无相对转动地与一个平衡质量78 相连接，该平衡质量用于补偿不平衡，使偏心地运动的磨削盘70的 振动远离壳体12地被消除。平衡质量78在其上面向着前导栅74的一侧上带有一个向上伸的 环形型廓80。该环形型廓在上面被一个环形槽82相隔小距离地围罩， 该环形槽设置在前导栅74的紧相邻的下侧中及与环形型廓80共同构 成一个下面的曲折形迷宫式密封84。该密封防止通过手持式工具机 10内部的、尤其是平衡质量78与前导栅74之间的空腔中的负压使 灰尘及碎屑运动到该间隙中或达到下轴承66，由此它们可长期地不 会受到不利影响。轴72在中间被涡轮38无相对转动地包围，其中，借助大致位于轴72中间一个确定的圆周区域中的压花73在这两个部件之间建立了 紧密的形状锁合的连接，在注塑过程中液态的塑料进入该压花的凹槽 及由此形成连接。涡轮38具有钟形的外部轮廓，其中，在下边缘34上轴向向下地 连接着一个无相对转动地保持在壳体12中的、或可借助定中凸块明 确放置地可被夹持在壳体壳14之间的带有栅叶片75的前导栅74。 栅叶片75如涡轮38的涡轮叶片42那样构造成在其窄侧上伸出的塑 料条。构造成短截锥的前导栅74在外部与一个也无相对转动地设置 在壳体12中的涡轮机壳60以栅叶片75的高度的间距至少局部地相 搭接，由此构成涡轮38的环形的流体通道49的下部的延续部分，通 过该延续部分抽吸或引导吸入空气。由下面流入的用于驱动涡轮38 的吸入空气通过前导栅74的栅叶片75偏转到其流动方向上或流体通 道49的或涡轮38的涡轮叶片42的方向上及去涡旋，由此可显著改 善涡轮机36的、尤其是输入侧的效率。前导栅74用其下侧上的一个 中心的间隙76构成轴72的下区域的轴承66的轴承座，该轴承将诉 述轴72固定在壳体12中并为其导向。涡轮机壳体60以其圆形的上边缘61以约4mm的径向距离在轴 向上突起于涡轮的底部区域之上及在那里相对涡轮38的轮盖44以约 5mm的间隙距离构成一个环形间隙101。随着吸入空气到达前导栅 74中的切屑及灰尘颗粒穿过该环形间隙被快速地抛出，而不会进入 或到达涡轮38并使其制动或阻塞。颗粒被从环形间隙101中抛出， 其方式是它们在那里由于惯性无摩擦地顺着其轨道行进，而不会随着 吸入空气偏转进入涡轮38的轮叶片42中。这些颗粒不是被向外吹出 而是被向外抛出，因为在壳体内部，涡轮36的外部与涡轮36的内空 间之间的压力差很小。该压力关系应归因于密封肋63的作用，它使 涡轮机壳体60对外密封，以致当连接到一个吸尘器上时，在密封肋63的上方、在壳体12的内部、亦在涡轮36中到处具有均匀的低压。 由此涡轮36仅有很小的压力损耗及能高效率地工作。壳体12内/上垂直于垂直轴线40延伸的、径向朝内的密封肋63 靠近涡轮机壳体60的上边缘61地支撑在该涡轮机壳体上。由此不会 有在前导栅74或涡轮机壳体60的外部旁边流过的混杂气通过环形间 隙101到达涡轮机36中，使该涡轮机功率下降，或在该涡轮机36中 不会产生压力损耗，因为通过设置密封肋63，在该密封上方具有均 匀的低压，由此不会出现损耗。向外离开开口 101的切屑通过未示出的向上延伸的通道由壳体 12中排出。在壳体12中，在开口 101的区域上可设置检查活门 (Inspektionsklappen)或开口，必要时可通过这些检查活门或开口倒 掉顽固地积聚的切屑。图lb基本上与图la相一致，但未再次包括所有的标号，在该图 中可清楚地看到具有密封肋63的涡轮机壳体60的细节，具有栅叶片 75的前导栅74的布置以及具有轮盖44及支承锥48的涡轮38。图lc给出了壳体12、设置在该壳体中的、具有涡轮机壳体60 的涡轮机36、前导栅74、密封肋63、伸出于轮盖44的上面及下面 的轮叶片42以及环形间隙101的构型的一览图。图2作为细节示出涡轮38的一个纵截面，其具有轴向上连接在 下部并固定在壳体12中的前导栅74，它们的组装被表示在图1中。 在此，可看到一个类似柠檬榨汁机的压锥的、截锥式的向外弯拱的支 承锥48，其外部带有多个轮叶片42，这些叶片具有以窄侧面竖立在 支承锥48上地设置的扁平塑料条的构型，并且它们的高度不十分明 显地在向着虚拟的锥尖的方向上增加。在涡轮叶片42上连接着一个 相对支承锥48或涡轮叶片42的上边缘大致平行地延伸的轮盖44。 由此在支承锥与轮盖48， 44之间形成了其横截面为环形的流体通道49。该流体通道被涡轮叶片42划分成多个迂回的单通道，在这些单 通道中用于驱动涡轮机36的吸入空气能以特别小的流动阻力流动。 支承锥48的下边缘相对锥轴线40约倾斜45°，而不象在传统的径流 式涡轮机中那样相对锥轴线约成90。角地垂直。在涡轮机36的一个 特别有利的实施例中叶片的流入角为40。及其流出角为30°。运动箭 头62表示沿着涡轮叶片42运动的空气相对轴线40偏转45。，其中 未考虑垂直于图面的偏转。在轮盖44的盖下边缘45与涡轮机壳体 60的上边缘61之间可看到环形间隙101。此外可看出，轮叶片42的上边缘伸出到盖上边缘43以上，由此 使可能到达涡轮中的灰尘颗粒或切屑具有更多的用于无摩擦地离开 涡轮36的间隙空间及不会附在轮盖44上。支承锥48或涡轮38的截锥被一个用于接收轴杆72的中间的空 心柱54穿过。该空心柱54在上面虚拟的锥尖的区域中构成一个向上 突起的环形的圈台52。由此使空心柱54达到这样的长度，确保轴72 在确定的轴向上的突出部分上及在其压花73的确定区域上，相对涡 轮用其压花73定位在空心柱54的内部及被该空心柱包围，由此达到 涡轮38与轴72之间可靠的无相对转动的布置。为了驱动手持式工具机IO，空气在吸入空气出口 18上被吸出并 通过磨削盘70中的吸出孔71、磨削盘70的上侧与壳体下边缘34之 间从外部补充流入。由外部吸入的空气到达前导栅74的环形通道49 中及继续进入到涡轮38的环形通道中。径向涡轮38及前导栅74与磨蚀的、含灰尘的空气的接触可在那 里导致磨损及灰尘积聚效应，这对驱动装置的功率及其寿命产生不利 的影响。为了对此作出应付，在与吸入空气接触的面上通过尤其是小 的、均匀的高尔夫球形式的凹坑形成这样的结构，使得这些面在提高 表面强度的情况下具有小的流动阻力。图3中所示的、根据图2的涡轮机26的俯视立体图示出具有环 形间隙101的涡轮机壳体60，及清楚地示出突出于涡轮盖44的上面 及下面的轮叶片42。涡轮机壳体60的上边缘61如此程度地降低及轮盖44的下边缘 45如此程度地升高，以致在与前导栅74搭接的钟状的涡轮机壳体60 的上边缘61与涡轮38的涡轮盖44的下边缘45之间构成一个内部净 宽度为5mm的敞开的环形间隙101 。由此涡轮叶片42在下区域中约 有5mm的边缘宽度未被覆盖。因此随着吸入空气流过前导栅74的灰 尘颗粒可通过环形间隙101在一个直的飞行轨迹上继续运动并离开 涡轮机36，而不干扰该涡轮机的工作，这就是说这些灰尘颗粒不会 卡在固定的部件与运动的部件之间。盖上边缘43也如此程度地降低，以致轮叶片42用其叶片上边缘 41在轴向上超过此盖上边缘伸出至少2mm。由此，已通过涡轮38 的灰尘颗粒，不会被卡住地通过空气通道26离开该涡轮。流过手持式工具机10的空气，不是象在传统的径流式涡轮机中 那样在涡轮机36中偏转到轴向上以前纯径向地向内流动，而是不仅 在前导栅中而且在径流式涡轮机中都是相对垂直轴线40成约45°角 地流动(见图2)。该斜向流入具有其优点，即明显地提高了涡轮机 的效率，因为涡轮机36及前导栅74内的压力损耗被减至最小。叶片 的流入角度为60。及流出角度为30°，为了也使流出损耗保持尽可能 地小。用于流入区域的角度可在0。与70。之间变化，用于流出区域的 角度可在10°至60°之间变化。该角度的选择既与空气量也与期望的 转速相关。前导栅74具有的任务是，使空气流产生尽可能大的预旋 转，出于此原因，该前导栅具有出口角度约为80。的栅叶片75。前导 栅74与涡轮机36之间的小距离是必需的，由此涡轮机36可理想地 迎流。在支承锥48的下侧上的支撑肋90之间的附加支撑环88阻止涡轮机36强波动的及不受控制的空载转速，该空载转速可取很高的值(>20 000转/分钟)，因为由此不会出现通过纯径向上布置的肋产 生的风扇效应。支撑环88及支撑肋90的尺寸从径向上内部向外愈来 愈薄，由此，在压铸时材料可快速及阻力小地由内向外流动及可填满 铸模的所有的空腔。图4中所示的涡轮36的侧视图再次从侧向的视角清楚地示出针 对图3所描述的细节。
权利要求
1.手持式工具机，具有一个壳体(12)及一个可转动地被驱动地设置在该壳体上的、尤其是切削的刀具(70)，该刀具可借助吸入空气流、尤其借助吸尘器按规定地被驱动，其特征在于一个具有可转动的涡轮(38)与固定的涡轮机壳体(60)的涡轮机(36)用作驱动装置，其中，在该涡轮(38)与涡轮机壳体(60)之间设置有装置(100)，用于尤其是无摩擦地排出/抛出不被期望地进入涡轮机壳体(60)中的颗粒(108)，如灰尘及切屑。
2. 根据权利要求1的手持式工具机，其特征在于所述装置(IOO) 构造成涡轮机壳体(60)与涡轮(38)之间的敞开的环形间隙(101)。
3. 根据权利要求1或2的手持式工具机，其特征在于装置(IOO) 构造成涡轮(38)的縮短的盖上边缘(43)与轮叶片(42)的突起于 该盖上边缘之上的叶片上边缘(41)。
4. 根据以上权利要求中一项的手持式工具机，其特征在于涡轮 机(36)设置有使流入或流出的空气稳定的装置，尤其是设置有前导 栅(74)和/或后导栅，其中，流到涡轮(38)的空气流相对涡轮(38) 的垂直轴线(40)以一个尤其是低于50。的锐角地被继续导向或被偏 转。
5. 根据以上权利要求中一项的手持式工具机，其特征在于该手 持式工具机具有一与前导栅(74)的结构(80， 82)共同构成一迷宫 式密封(84)的平衡质量(78)。
6. 根据以上权利要求中一项的手持式工具机，其特征在于该手 持式工具机构造成平面磨削机、尤其是超精磨削机，它同时也被用作 吸尘头。
7. 根据以上权利要求的手持式工具机，其特征在于壳体(12)带有一横向于垂直轴线(40)延伸的、径向上向内指向的密封肋(63)， 该密封肋密封地支撑在涡轮机壳体(60)上靠近其上边缘(61)。
8. 根据以上权利要求中一项的手持式工具机，其特征在于在涡轮机壳体(60)与壳体(12)之间在密封肋(63)的上方，设置有连 接在开口 (101)上、通向上方的用于使离开开口 (101)的切屑排出 的通道。
9. 根据以上权利要求中一项的手持式工具机，其特征在于在壳 体(12)上在开口(101)的上方设置有通向一些开口的检查活门(150)， 通过这些开口可倒出积聚的切屑。
全文摘要
本发明涉及一种手持式工具机，具有一个壳体(12)及一个可转动和/或振动地被驱动地设置在该壳体上的、尤其是切削的刀具(70)，该刀具可借助吸入空气流、尤其借助吸尘器根据规定被驱动，本发明提出，一个具有可转动的涡轮(38)与固定的涡轮机壳体(60)的涡轮机(36)用作驱动装置，其中，在该涡轮(38)与涡轮机壳体(60)之间设置有装置(100)，用于尤其是无摩擦地排出/抛出不符合期望地进入涡轮机壳体(60)中的灰尘及切屑，因此该手持式工具机尤其耐用且不易被切屑堵塞。
文档编号B24B23/02GK101232971SQ200680028411
公开日2008年7月30日 申请日期2006年6月30日 优先权日2005年8月2日
发明者A·弗雷希, J·黑塞, P·施蒂尔勒, S·蒂德 申请人:罗伯特·博世有限公司