旋转锤.pdf

本发明提供一种包括电动机(7)的旋转锤，电动机的纵轴线垂直于锤轴(13)和工具保持器(17)的轴线。单个切换装置(63)启动和停止锤机构以及用于工具保持器(17)的旋转驱动机构。切换装置(63)具有凸轮部(75)；凸轮部对连接部(55)起作用，以启动和停止锤驱动机构，并且对滑动部(77)起作用，以使连接套筒(49)与驱动套筒(47)卡合或脱离，以启动和停止锤轴(13)的旋转驱动机构。切换装置(63)包括设置在切换部件(65)与凸轮部(75)之间的齿轮系(70)。

权利要求书
1.  一种旋转锤，包括：
锤壳；
电动机，其具有电枢轴；
锤轴，其围绕纵轴线可旋转地安装在所述锤壳中；
工具保持器，其设置在所述锤壳的前端，并且受所述电动机驱动而围绕所述锤轴的纵轴线旋转；
锤机构，其设置在所述锤壳中，以产生作用在插入所述工具保持器中的锤头的后端上的撞击，所述锤机构具有驱动轴，所述驱动轴可选择性地与所述电枢轴相连；以及
切换装置，其用于至少在纯钻模式、锤钻模式和纯锤模式之间切换所述旋转锤，并且具有切换部件，所述切换部件可从所述锤壳外围绕旋转轴线旋转，所述切换装置具有凸轮部，所述凸轮部用于使所述旋转锤在至少两种操作模式之间进行切换，
其中，所述切换装置包括齿轮系，所述齿轮系设置在所述切换部件与所述凸轮部之间。

2.  根据权利要求1所述的旋转锤，其中，
所述齿轮系的传动比小于1。

3.  根据权利要求2所述的旋转锤，其中，
所述齿轮系的传动比介于0.5与0.9之间。

4.  根据上述权利要求中任一项所述的旋转锤，其中，
所述齿轮系包括：第一齿轮，其刚性地连接到所述切换部件；以及第二齿轮，其刚性地连接到所述凸轮部，所述第一齿轮和所述第二齿轮设置成相互啮合。

5.  根据上述权利要求中任一项所述的旋转锤，其中，
所述切换装置包括连接部，所述连接部在所述锤机构的驱动轴上可沿轴向在低位置和高位置之间移动，在所述低位置，所述驱动轴与所述电枢轴相连，在所述高位置，所述驱动轴与所述电枢轴脱离，并且
所述切换装置包括选择器，所述选择器使所述连接部在所述低位置与所述高位置之间移动。

6.  根据权利要求5所述的旋转锤，其中，
所述选择器沿与所述锤轴的纵轴线大致垂直的内部轴线延伸，并且所述选择器可围绕所述内部轴线旋转。

7.  根据权利要求6所述的旋转锤，还包括：
所述切换部件的旋转轴线与所述选择器的内部轴线之间的横向偏移。

8.  根据权利要求5至7中任一项所述的旋转锤，其中，
所述连接部由包括凸缘的套筒形成，并且
所述选择器包括叉部，所述叉部具有与所述套筒状连接部的凸缘的下部卡合的两个臂部。

9.  根据权利要求5至8中任一项所述的旋转锤，其中，
所述选择器包括驱动部件，所述凸轮部包括凸出部，所述驱动部件和所述凸出部设置成使得所述凸出部与所述驱动部件卡合，以使所述选择器在所述切换部件旋转时枢转。

10.  根据权利要求9所述的旋转锤，其中，
所述凸出部和所述驱动部件设置成：仅在所述凸轮部的旋转运动的一部分上，所述凸出部与所述驱动部件卡合。

11.  根据上述权利要求中任一项所述的旋转锤，其中，
所述电动机的电枢轴设置成与所述锤轴的轴线大致垂直并且驱动驱动套筒，所述驱动套筒可旋转地设置在所述锤轴上并且能够经由连接套筒与所述锤轴相连，所述连接套筒不可旋转但沿轴向可移动地设置在所述锤轴上。

12.  根据权利要求11所述的旋转锤，其中，
所述切换装置的凸轮部经由直线滑片部分作用在所述连接套筒上，所述直线滑片部分能够与所述锤轴的纵轴线平行地移动，从而所述连接套筒能够在与所述驱动套筒卡合的位置和与所述驱动套筒脱离的解除位置之间移动。

说明书旋转锤
技术领域
本发明涉及一种旋转锤，特别是具有三种以上操作模式的旋转锤。
背景技术
已知存在能够在三种操作模式(即，纯锤模式、纯钻模式和锤钻模式)之间进行切换的旋转锤。这种旋转锤典型地包括安装在壳体中以便进行旋转的锤轴(hammer spindle)，锤轴能够被壳体内的旋转驱动机构选择性地驱动。旋转驱动机构由同样位于壳体中的电动机驱动。锤轴旋转地驱动旋转锤的工具保持器，旋转锤的工具保持器又旋转地驱动可拆卸地固定于工具保持器中的诸如锤头或钎头等切削工具。锤轴中通常安装有活塞，锤驱动机构可以驱动活塞而使活塞往复运动，从而将电动机的旋转驱动转换成活塞的往复驱动。锤轴中还安装有位于活塞前方的可滑动的撞锤；在锤轴中的活塞和撞锤之间形成的气垫的相继的超压和减压的作用下，撞锤被活塞驱动而往复运动。撞锤反复地撞击位于锤轴中的撞锤前方的可滑动的敲击部(beat piece)，敲击部又把来自撞锤的向前撞击传递到切削工具上，切削工具可拆卸地固定在旋转锤前部的工具保持器中以便作有限的往复运动。模式改变机构能够选择性地施加或解除对锤轴的旋转驱动和/或对活塞的往复驱动。因此，在纯锤模式中，仅驱动活塞作往复运动；在纯钻模式中，仅驱动锤轴作旋转运动；在锤钻模式中，驱动锤轴作旋转运动并且驱动活塞作往复运动。EP 0 975 454 B1的说明书中公开了这种旋转锤。
发明内容
本发明的至少某些实施例旨在改进这种旋转锤的操作。具体地 说，本发明旨在改进在三个以上操作模式之间进行切换的切换机构。
本发明涉及一种旋转锤，特别是具有三种以上操作模式的旋转锤。
根据本发明的另一方面，所述旋转锤包括：
锤壳；
电动机，其具有电枢轴；
锤轴，其围绕纵轴线能旋转地安装在所述锤壳中；
工具保持器，其设置在所述锤壳的前端，并且能受所述电动机驱动而围绕所述锤轴的纵轴线旋转；
锤机构，其设置在所述锤壳中，以产生作用在插入所述工具保持器中的锤头的后端上的撞击，所述锤机构具有驱动轴，所述驱动轴能选择性地与所述电枢轴相连；以及
切换装置，其用于至少在纯钻模式、锤钻模式和纯锤模式之间切换所述旋转锤，并且具有切换部件，所述切换部件能从所述锤壳外围绕旋转轴线旋转，所述切换装置具有凸轮部，所述凸轮部用于使所述旋转锤在至少两种操作模式之间进行切换。所述切换装置包括齿轮系，所述齿轮系设置在所述切换部件与所述凸轮部之间。所述齿轮系的传动比可以小于1，特别是介于0.5与0.9之间。所述齿轮系可以包括：第一齿轮，其刚性地连接到所述切换部件；以及第二齿轮，其刚性地连接到所述凸轮部。所述第一齿轮和所述第二齿轮可以设置成相互啮合。与仅包括一个旋转部件的典型切换机构相比，这样的传动比值使得在旋转锤的操作模式之间进行切换时切换部件所需的旋转量增大。这意味着，为了在旋转锤的操作模式之间进行切换，切换部件的旋转量必须更大。因此，这样能够避免使用者在旋转锤的操作模式之间进行不希望的切换。另外，在切换装置中设置第一齿轮能使切换部件位于锤壳的侧面的如下部位处：此处远离旋转锤的底部和顶部，因而更便于使用者触及切换部件。第一齿轮和第二齿轮之间可以设置附加的齿轮。
所述切换部件可以包括连接部，所述连接部在所述锤机构的驱动轴上能沿轴向在低位置和高位置之间移动，在所述低位置，所述驱 动轴与所述电枢轴相连，在所述高位置，所述驱动轴与所述电枢轴脱离。所述切换装置可以包括选择器，所述选择器使所述连接部在所述低位置与所述高位置之间移动。所述选择器可以沿与所述锤轴的纵轴线大致垂直的内部轴线延伸。所述选择器能围绕所述内部轴线旋转。所述旋转锤可以包括所述切换部件的旋转轴线与所述选择器的内部轴线之间的横向偏移。
所述连接部可以由包括凸缘的套筒形成。所述选择器可以是U形部件，例如叉部，所述叉部包括与所述套筒状连接部的凸缘的下部卡合的两个臂部。所述选择器可以包括驱动部件。所述凸轮部可以包括凸出部。所述驱动部件和所述凸出部设置成使得所述凸出部与所述驱动部件卡合，以使所述选择器在所述切换部件旋转时枢转。所述凸出部和所述驱动部件可以设置成：仅在所述凸轮部的旋转运动的一部分上，所述凸出部与所述驱动部件卡合。例如，所述凸出部和所述驱动部件可以彼此以一定角度偏离。
所述电动机的电枢轴可以设置成与所述锤轴的轴线大致垂直并且可以驱动驱动套筒，所述驱动套筒能旋转地设置在所述锤轴上并且能够经由连接套筒与所述锤轴相连，所述连接套筒不能旋转但能沿轴向移动地设置在所述锤轴上。所述切换装置的凸轮部经由直线滑片部分作用在所述连接套筒上。所述直线滑片部分能够与所述锤轴的纵轴线平行地移动，从而所述连接套筒能够在与所述驱动套筒卡合的位置和与所述驱动套筒脱离的解除位置之间移动。
在本申请的范围内显而易见的是，可以独立地或组合地应用以上段落、权利要求书和/或以下说明及附图中记载的各个方面、实施例、实例和替代方案，特别是它们各自的特征。所描述的与一个实施例有关的特征同样适用于全部实施例，除非这些特征互不相容。
附图说明
下面参考附图并以示例的方式描述本发明的实施例，其中，
图1示出根据本发明的旋转锤的局部剖视图；
图2示出根据本发明的旋转锤的局部透视图；
图3示出根据本发明的旋转锤的切换装置的详细透视图；
图4示出根据本发明的旋转锤的局部仰视图；
图5示出根据本发明的旋转锤的局部侧视透视图，旋转锤处于纯锤模式；
图6和图7示出根据本发明的旋转锤的局部仰视透视图，旋转锤处于纯锤模式；
图8示出根据本发明的旋转锤的局部侧视图，旋转锤处于纯锤模式；
图9和图10示出根据本发明的旋转锤的局部侧视透视图，旋转锤处于纯钻模式；
图11示出根据本发明的旋转锤的局部侧视透视图，旋转锤处于锤钻模式；
图12和图13示出根据本发明的旋转锤的局部仰视透视图，旋转锤处于锤钻模式；
图14示出根据本发明的旋转锤的局部侧视透视图，旋转锤处于锤钻模式；
图15示出根据本发明的旋转锤的局部后视透视图，旋转锤处于锤钻模式。
具体实施方式
图1示出旋转锤。图中所示的旋转锤具有锤壳1，锤壳1的后端形成有抓握部3。开关致动器5伸入抓握口9中，并用于打开和关闭旋转锤的电动机7。抓握口9的后侧由抓握部3限定。输电线(未示出)从锤壳3的后下部引出，以将旋转锤连接到电源上。
内壳11位于图1中的旋转锤的上部，由半壳结构形成并由铸铝等制成，内壳11向前延伸到锤壳1外，并且锤轴13可旋转地被容纳在内壳中。锤轴13的后端形成引导管15，引导管15以已知的方式设置有用于空气锤机构的通气孔，引导管15的前端保持有工具保持器17。锤机构包含活塞19，活塞19经由容纳于锤机构中的耳轴21和曲柄臂23与曲柄销25相连，曲柄销25偏心地设置在驱动轴29 的盘状上端27上。使活塞19往复运动，从而在活塞前方交替地产生真空和超压，以相应地使位于引导管15中的撞锤31运动，从而将撞击传递到敲击部33；敲击部33将撞击传递到插入工具保持器17中的锤头、钎头或钻头(未示出)的后端。空气锤机构的上述操作模式和结构是已知的，因此不再详细描述。
电动机7以如下方式设置在锤壳7中：电动机7的电枢轴35与锤轴13和工具保持器17的纵轴线大致垂直地延伸。另外，电枢轴35的纵轴优选地位于锤轴13和工具保持器17的纵轴线所在的平面内。为了驱动锤机构，图1中的电枢轴35的上端形成有齿轮37，齿轮37与第一齿轮39啮合，第一齿轮39可旋转地安装在驱动轴29上。齿轮37还与第二齿轮41啮合，第二齿轮41位于电枢轴35的与驱动轴29相反的一侧并且不可旋转地固定在轴43上，轴43可旋转地被容纳在内壳11中。轴43上端的锥齿轮与驱动套筒47的锥齿45啮合。驱动套筒47可旋转但不可沿轴向移动地借助摩擦轴承安装在锤轴13上，或者说，安装在锤机构的形成引导管15的后部上。因为连接套筒49与锤轴13的外表面上的花键部分卡合，连接套筒49可沿轴向移动但不可旋转地设置在驱动套筒47前方的锤轴13上。连接套筒49能够在驱动卡合位置与前移位置之间移动，在驱动卡合位置，连接套筒49经由形成在后端的齿或凸部与驱动套筒47的前端上的相对应的齿或凸部卡合，在前移位置，连接套筒49与驱动套筒47之间不发生卡合。螺旋弹簧51朝向驱动套筒47的方向对连接套筒49施加载荷。弹簧载荷使得连接套筒49被偏压到与驱动套筒47卡合的驱动卡合位置。
如果起初由于连接套筒49的凸部或齿的端面抵靠在驱动套筒47的凸部或齿的端面上而阻止了驱动卡合，则当例如驱动套筒47被轴43驱动旋转从而使连接套筒49和驱动套筒47产生相对旋转时，自动形成积极驱动卡合。
这样，电枢轴35的旋转经由齿轮41和轴43的锥齿45驱使驱动套筒47旋转。并且，当驱动套筒47和连接套筒49之间存在积极卡合时，锤轴13和工具保持器17均旋转。因此，当驱动套筒47和 连接套筒49之间不存在积极驱动卡合时，即使驱动套筒47旋转，锤轴13也不旋转。如果前端的凸部沿径向向外突出的连接套筒49与壳固定区53中相对应的凹部形成积极卡合，则连接套筒49的位置以及包括工具保持器17(被锁定而不能旋转)在内的锤轴13的位置被锁定。连接套筒49的这种操作模式是已知的。
为了驱动锤机构，由电枢轴35的齿轮37驱动的第一齿轮39以稍后描述的方式与驱动轴29相连，从而使曲柄销25作圆周运动；曲柄销25的圆周运动经由曲柄臂23产生锤机构的引导管15中的活塞19的往复运动。旋转锤中的这种驱动形式也是已知的，其中电动机7的电枢轴35与锤轴13和工具保持器17的纵轴线垂直。
如图1所示，套筒状连接部55(通过与花键部分卡合)不可旋转但可沿轴向移动地安装在驱动轴29上，并且套筒状连接部55的上端具有环形凸缘57。弹簧59的上端抵靠可旋转地容纳驱动轴29的滚珠轴承的内圈，弹簧59的下端与环形凸缘57卡合。弹力向下(即，向着第一齿轮39的方向)传递，并且持久地作用在套筒状连接部55上。套筒状连接部55的下端具有凸部或齿61，例如，如图9所示。在套筒状连接部55的低位置，齿61与第一齿轮39的主体中相对应的凹部(未示出)积极卡合。在这种位置，第一齿轮39的旋转使与套筒状连接部55积极卡合的驱动轴29旋转。
如图2所示，锤具有切换装置63，切换装置63用于在旋转锤的操作模式之间进行切换。切换装置63包括切换部件，例如可以围绕旋转轴线旋转的操作模式改变钮65。钮65与切换装置63相连，可旋转地安装在锤壳1上，并且便于使用者从锤壳1外部触及。钮65刚性地附接在第一齿轮67上，第一齿轮67位于锤壳1(图2中未示出)与内壳11之间。锤壳1(图2中未示出)设置在钮65与第一齿轮67之间。钮65的旋转使得第一齿轮67旋转。
如图3所示，第一齿轮67与第二齿轮69啮合，因而第一齿轮67的旋转使得第二齿轮69旋转。第一齿轮67和第二齿轮69形成齿轮系70。第二齿轮69与第一齿轮67的齿数不同，因而第一齿轮67的转速和第二齿轮69的转速不同。更确切地说，第一齿轮67的齿数 比第二齿轮69的齿数少。因此，由第一齿轮67的齿数和第二齿轮69的齿数之间的比率限定的齿轮系70的传动比小于1。优选地，第一齿轮67包括8至12个齿，例如10个齿；而第二齿轮69包括11至17个齿，例如14个齿。优选地，上述传动比介于0.5和0.9之间，例如等于0.7。与仅包括一个旋转部件(例如第二齿轮69)的典型切换机构相比，这样的传动比值使得在旋转锤的操作模式之间进行切换时钮65所需的旋转量增大。这意味着，为了在旋转锤的操作模式之间进行切换，钮65的旋转量必须更大。因此，这样能够避免使用者在旋转锤的操作模式之间进行不希望的切换。另外，在切换装置63中设置第一齿轮67能使钮65位于锤壳1的侧面的中心处，此处远离旋转锤的底部和顶部，因而更便于使用者触及钮65。
如图4和图5所示，第二齿轮69刚性地附接在轴71上，轴71位于孔73中，孔73形成为贯穿内壳11。轴71的与第二齿轮69相连的一端形成有凸轮75。凸轮75形成在内壳11内侧的轴71上。
如图5至图7所示，直线滑片77可滑动地安装在内壳11中的引导件79上，以便在内壳11中沿纵向来回滑动。直线滑片77受偏压而卡合在凸轮75上。凸轮75的旋转使得直线滑片77克服作用于直线滑片77上的偏压力而向前直线滑动。作用在直线滑片77上的偏压力是由位于锤轴13周围的螺旋弹簧(未示出)产生的。凸轮75的旋转使得直线滑片77与旋转驱动机构的连接套筒49卡合。因此，钮65的旋转经由第一齿轮67、第二齿轮69、凸轮75和直线滑片77驱使连接套筒49滑动，从而能够利用钮65来启动或停止旋转驱动机构。
销(未示出)从轴71伸出，与轴71平行，并沿内部轴线在内壳11内侧横跨内壳11的宽度。如图5至图7所示，U形选择叉83可枢转地安装在该销上。选择叉83可以在销上围绕内部轴线自由枢转。选择叉83包括两个臂85，臂85位于形成在套筒状连接部55中的凹槽87中。选择叉83的枢转运动使得套筒状连接部55滑动。弹簧59(如图1所示)偏压套筒状连接部55，因而使选择叉83处于预定位置，例如处于套筒状连接部55的低位置，如上文所述并如图14 和图15所示，其中，套筒状连接部55与第一齿轮39积极卡合，从而使旋转锤的锤机构被驱动。轴71还包括阻挡部件88，阻挡部件88设置在轴71的与凸轮75相反的一端并防止选择叉83做进一步枢转运动。销设置在旋转锤中，从而使内部轴线与锤轴13的纵轴线大致垂直，并使钮65的旋转轴线和选择叉83的内部轴线之间存在横向偏移。
如图8所示，驱动部件89形成在选择叉83侧，并且凸出部91形成在轴71的端部而与凸轮75相邻。驱动部件89和凸出部91彼此以一定角度偏离，从而二者仅在轴71的旋转运动的一部分上彼此卡合。具体地说，在旋转运动的第一角度范围内，凸出部91不与驱动部件89卡合，并且轴71的旋转不驱动选择叉83。在旋转运动的第二角度范围内，凸出部91与驱动部件89卡合，从而轴71的旋转驱动选择叉83旋转。因此，当轴71在所述第一角度范围内旋转时，凸出部91和驱动部件89不卡合。一旦轴71旋转过第一角度范围，凸出部91就与驱动部件89卡合，轴71(在所述第二角度范围内)的进一步旋转驱动选择叉83旋转。结果，选择叉83的旋转运动又使套筒状连接部55克服弹簧59的偏压力而上升至使得套筒状连接部55不再与第一齿轮39卡合的高位置，如图9和图10所示。这样，钮65的旋转使得活塞19启动和停止。
凸轮75的设计、凸出部91和驱动部件89的位置设置成：钮65在预定角度运动范围内的旋转使得旋转驱动机构启动和停止，并使锤机构启动和停止，从而能够以纯钻模式、锤钻模式、纯锤模式或凿模式(chiselling mode)来操作旋转锤。
下面参考图5至图15描述根据本发明的旋转锤的操作。首先，弹簧59将套筒状连接部55偏压到低位置，从而使套筒状连接部55与第一齿轮39卡合。同时，连接套筒49与驱动套筒47积极卡合，从而锤轴13围绕锤纵轴线旋转。因此，锤机构和旋转驱动机构都被驱动。然后，旋转锤起初以锤钻模式操作。这种操作模式如图11至图15所示。
如果钮65从图11至图15所示的位置沿顺时针方向旋转到图9 和图10所示的位置，则第一齿轮67和第二齿轮69旋转，从而使得凸出部91与驱动部件89卡合，由此使得轴71旋转。因此，选择叉83围绕内部轴线枢转，臂85与凸缘57的下表面卡合，使得套筒状连接部55克服弹簧59的力上升而不与第一齿轮39驱动卡合。在如图9和图10所示的这个位置，当第一齿轮39被驱动时，锤机构不被驱动，也就是说，锤机构停止。直线滑片77仍然抵靠在轴71上的凸轮75上，从而使连接套筒49受偏压而与驱动套筒16积极卡合。因此，锤轴13在电枢轴35的旋转作用下受驱动旋转。这样，以纯钻模式操作旋转锤。
如果钮65从图9和图10所示的位置沿逆时针方向旋转到图11至图15所示的位置，则钮65重新处于初始位置，从而以锤钻模式操作旋转锤。
如果钮65从图11至图15所示的位置沿逆时针方向进一步旋转到图5至图8所示的位置，则凸轮75与直线滑片77卡合，从而直线滑片77向前移动。连接套筒49移动并与驱动套筒47分离。因此，使锤轴13旋转的驱动解除。然而，由于壳固定区53中的凹槽与连接套筒17前端的凸部或齿仍然没有积极卡合，所以锤轴13尚未固定而会发生自主旋转。此时，旋转锤处于纯锤模式。
此外，第一齿轮67和第二齿轮69沿逆时针方向的进一步旋转使得连接套筒49进一步前移。在连接套筒49前端沿径向向外突出的齿或凸部与壳固定区53中相对应的凹部形成积极卡合。因此，锤轴13被锁定而不能旋转。连接套筒49受到向前的载荷而与壳固定区53卡合。这样，如果起初连接套筒49和壳固定区53的齿的端面彼此抵靠而阻止了完全卡合，则当连接套筒49和壳固定区53相对地旋转时，连接套筒49与壳固定区53完全卡合。此时，在锤轴13被锁定的情况下，旋转锤处于凿模式。
可以理解的是，能在不脱离本发明的范围的情况下对上述旋转锤做出多种修改和变型。