本发明涉及用于电动工具的开关装置,特别适用于电动手提式工具。 众所周知,显然首先必须在专用电动手提式工具上给传动主轴或工具轴安装制动机能,尤其是给钻孔锤或冲击锤安装制动机能,以便在这些电动手提工具上,在挡块锁定传动主轴,而冲击锤继续运行的情况下能够实现锤凿的功能,在这种功能下确保在手提工具的刀具座上安装的凿子在锤凿期间不能转动。如此,在一种熟知的钻孔锤或冲击锤(DE3627869A1)上,一个控制环形状的离合器滑动部件,在与齿轮环的第一个啮合位置完成旋转传动,此外,这个离合器部件还履行其它功能,至少可以在第二个位置(凿功能),即脱开与传动轴的传动联接部位,借助一个固定在机壳上的制动部件,即借助一个装在机壳内的齿轮完成一种传动主轴的防扭转制动,同时保持冲击传动。借助一个从外部可以手动的旋钮来实现各种功能的换挡,此旋钮沿着工具主轴推动离合器滑动部件进入不同的卡槽位置,于是在各相应位置实现不同功能。在此,共可实现四种不同的运行状态,即在关断旋转传动情况下的纯冲击传动、接入旋转传动以及在另外一个位置借助止动元件捕获冲击传动的冲击器,从而实现纯旋转传动,并且最后在第四个位置(主轴锁定)用防扭转卡住的刀具作冲击运行,在此情况下控制环向刀具架方向推到尽头,从而一个只为此目的而设置地齿轮嵌入固定在机壳上的齿轮。
因此,一个这样的转换装置可以认为是很复杂的,因为离合器滑动部件共要完成四种不同的功能。而且仅仅主轴锁定-位置就要两个附加齿轮,一个固定在机壳上的齿轮和一个设置在离合器滑动部件上的齿轮,两个齿轮实现有效的联接。
以相似方式在一已知钻孔锤上,用可制动刀具夹(DE-2728961A1)实现锁定功能,即一个与刀具夹防扭转固定在一起的离合器部件能够借助一个定位机构沿轴方向移动,进入一与传动轮耦合的位置、进入一空转位置和进入一钻孔锤机壳对面的制动位置,其中,在此最后位置为了制动离合器部件,在面对传动轮端面具有凸起和空隙,这些凸起和空隙与相应的机壳一侧的凸起和空隙是可以啮合在一起的,在这种结构形式中离合器部件也担负了附加的锁定功能。
一般可以从以下观点出发:在具有旋转传动的电动手提工具上,这种锁定功能将来不再仅仅或主要用于钻孔锤或其它类似功能的电动工具,而是普遍地构成电动手提工具的一种附加的开关功能,例如,为了钻具卡头毫无问题的由主轴上卸下,或者概括地讲,为了使刀具不用钥匙而能够固定在刀具架上。
因此,本发明的目的是创造一种构造简单的开关装置,专门用于电动手提工具,此装置可靠地保证主轴制动(锁定功能),并同时保障只有在关闭驱动刀具的电动机时才能具有锁定功能。
本发明通过一个在工具外壳上的可手动操作的制动滑板为实现模块啮合,而推动一个制动主轴的轴向部件驱动一个与刀具主轴抗扭转地连在一起的旋转部件来实现的,此时轴向部件被向相反方向导入驱动电动机的电气开关区域,而且只有当电动机无电流时轴向部件才让制动滑板移动。本发明的优点即无需较多耗资即可实现挡块牢固地锁定主轴制动,也就是所称的锁定功能,无需一方面由一个离合器部件、一个控制环或者一个其它任意的传动部件,此外必要时还须有复杂结构来承担这个功能,但另一方面却需要保障用这样一种开关装置装备起来的电动工具的旋转传动确实是中断的,也就是说排除了驱动电动机的联锁状态。
在操作一个制动滑板时,通过两种不同功能的同时实现,误操作是不可能出现的,因为由制动滑板进入挡块锁定的锁定位置与工具主轴所携带的制动杆只有在下面的情况下才能进入这个位置,即当驱动工具的电动机在各种情况下都是无电流时才是可能的。
在此,虽然可以想象通过移动制动滑板自动地完成电的关断功能,例如,此时对电气装置附加一串联开关,在开始推移时使其进入关断-位置,然而更好的办法是如果电的关断功能用其它的手段实现,并且用一种本发明的形式,通过操作制动滑板还需要确定此关断-位置,也就是通过触摸即可。此外还有这样的优点,马达的空转就好像已经关断了,因为在这种情况下涉及的是按时间顺序进行的过程。
此外,用机械的啮合作用触摸电关断位置,采用以下方法来完成是具有优越性的,即制动杆上的耦合部件只有当耦合部件自身在机械上可以无阻挡的运动时才可使制动杆进入锁定位置,也就是滑动运动过程中不受阻挡部件的阻挡,这些阻挡部件显示出电动机的电气起动位置。
本发明的另一优点是,这样一种操作极其简单的锁定功能也可以用廉价制造的较简单的一些电动手提工具结构加以实现,特别是对于一挡手电钻及其同类,然而这些工具在电动机区域内具有良好的布局,即电动机本身装有一个开关环,此环嵌入电刷环区域,为了使刀具主轴转动方向反向,它不仅移动碳刷进入所需电动机转动方向的最佳角度位置,同时也在该区域由完成电的转换开关或切换动作,使通过电刷或者电枢绕组的电流反向。这种“开关环方向调整装置”就电动机而言,特别是对于通用电动机是众所周知的、根据构造形式在其旋转方向反向的终端位置间有一个电动机的电气关断位置,在此关断位置在电刷调位的开关环的中间位置通向驱动电动机的电流在两条导线中最少一个但通常是两个都断开。因为经电动手提工具机壳上的外部开关环的操作实现这样一种电流方向的反转是大家所熟知的,这里不再对该情况详加叙说,为使后面阐述更趋完整,建议参阅以前本申请人公开发表的专利文献,德国实用新型G或者德国专利公开文件DE-OS,在这些文件中详尽的描述了用于电动手提工具通用电动机上的特殊开关环调位装置,包括其电动机的电关断位置。因为在本发明优选的实施例中同样涉及到这样一种通用电动机,其具有为改变转动方向从机壳外直接操纵的开关环调整器,包括关断电动机,因此以前公开的这种电动机的说明书也是本申请的组成部分。
通过从属权利要求中提出的措施,本发明的继续完善和改进是可能的。锁定功能-开关装置的结构对主轴制动特别有利,这种结构主要是沿着手动工具的轴长在其上部作为伸展开的制动部件使用,它或者具有单一块状,或者具有制动杆的外形,此制动杆与一个包括开关环上有电机-关断-位置的滑块耦合在一起,并按轴向位置以挡块锁住主轴的转动,而上两部分由一个外部的制动滑板一起操作。
本发明的实施例展示在示意图中,并在下面的说明中进一步阐明。
图1示出一个优选的一挡手电钻结构形式的侧向截面图,其内装有电刷调整器的通用型驱动电动机,包括由外部开关环操纵的电机-关断-位置。
本发明的基本思想在于在制动滑板调位时经挡块啮合完成主轴锁定功能,同时也是通过相同的动作保证在机械上实现驱动电动机的电关断位置,好的办法仅仅是触摸一个在此之前通过关断动作达到的关断-开关位置,此位置在电动机开关环调位范围内。
在图1中的电动手提工具10以一挡手电钻的形式给出,包括三个彼此差异分明的分模件,即一个传动模件10a,一个中心电动机主件10b以及一个与此件靠在一起的手柄部件10c,它有电源导线和用于调电动机速度的所谓加油把手。
每一个单独分模件都有隶属于它们自己的外部机壳,而在其交接处是彼此联在一起的,然而这不是主要的,因为本发明可以用于任意构型的电动工具特别是电动手提工具。
一个带有用于转动方向换向和电动机关断-位置的开关环调整器的通用电机,在其优先采用的结构形式中,驱动电动机13的主轴12借助一个小齿轮12a带动一个齿轮13,此轮位于电动手提工具10的转轴14上,转轴14前方装有刀具架15,例如三爪式卡头。
本文较前面已经提到的,对一种该类型电动机用的开关环调整器的详尽描述在这里是没有必要的,因为已用其它形式描述过。用于开关环调整的易于从外面操纵的也就是调位移动的定位环是用16标出的,此定位环在电刷调整时经凸起嵌入一个轴向的平板积层,其下面的电刷架板在示意图中不易清晰地辨认。无论如何在工具外壳上至少有一个侧向滑板,经使用者手动操作此滑板可使定位环16转动分段进入三个位置,以便能够转动定位环16进入不同的然而是予定的角度位置,也就是明确定义的位置。
两个终端接通位置用于调整旋转方向,进入这一个或者另一个方向,在图1中示出的中间位置,完成电动机的电源关断,如在引用的专利文件中所述,这种关断是切断在定子机壳上的开关环和相关的开关板之间的接触连接。之所以作这些提示是因为在图中标出的定位环16处的电动机关断-位置(且只在此位置),有一槽孔或者间隙17,一个滑块19上的适当形状的触摸块18能够进入这个槽孔17,使滑块19能够沿轴向在一相应的滑动架中向前移动。
为了锁住主轴,也就是为了实现锁定功能,有一个制动滑板20,此滑板可装在机壳上最好是在它的上方,尤其是它配有一个操作槽20a,这个制动滑板20能沿电动机轴或主轴的轴向对应于双向箭头A完成滑动移位动作,此时该滑板是以适当方式被引导通过机壳的凸起、间隙、骨架、加固处等等。在图示的实施例中该滑块可滑移地处在一个独立的上部的机壳插入件10b′中。
此外,在工具机壳较高部位置入一个可沿轴向滑移的制动部件,即制动杆21,其前端导入齿轮传动箱的穿通孔22中,并且当制动杆21作为整体继续向前推移时,就进入齿轮13的相应形状的狭缝23,这些狭缝最好是在齿轮边缘均匀分布。由此产生可识别的模块锁定的主轴制动,在此,制动杆21的轴向运动是与制动滑动运动耦合在一起的,例如制动滑板上的一个相应的凸起20b插入制动杆21上的一个环形槽24。制动杆本身部分地在狭缝和凸起之上进入它的后面的区域,也进入较前面已提到的滑块19中,在此,为了使滑块19和制动杆21可靠联接,凸起25之一也还能插入其环形槽24中。制动杆21经一个予应力弹簧26被向后拉到图中所示的位置加上予应力,从而制动杆在没有外力作用时就会与主轴脱开。
制动滑块20本身是用其它的凸起27与滑块19联接。在此需要指出,这些属于实现锁定功能的部件:制动杆21、滑板20和滑块19可以全部是整块的也可以部分是整块的,不言而喻,也可以制成任何其它形状。
起决定作用的仅仅是锁定功能部件所包括的一个轴向延伸的部件,这个部件一方面沿轴向向前,也就是向着刀具架的方向插入与主轴旋紧的传动元件的穿孔中,并且在相反的方向这个部件触动电动机的供电区域,被锁定功能通过挡块导致的连锁只有当电动机没有电流流过时才有可能实现。这个轴向部件由外面操作可以在两个轴向运动方向移动,此时弹簧26在图示的实施例中作为予应力弹簧围住制动杆21,并且向前支承在稳定的机壳部件上,向后例如支承在制动杆的凸缘上或者支承在与此耦合在一起的滑块的端面上,借助弹簧26的予应力轴向部件被向后拉,即在“放开锁定功能”位置处加予应力,并且通常在松开情况下自动返回到放开位置。
随机推移制动滑板20进入锁定位置,在此位置制动杆21的前端区域22插入主轴齿轮13边缘上的轴向穿孔23,那么该情况只有当轴向部件后退移动的部分17,即在图示的实施例中与制动杆21和制动滑板20耦合在一起的滑块,能够插入定位环16的狭缝17时才是可能的。只有当电刷调整装置位于电动机不通电流的中间位置时才是这种情况。在所有其它位置定位环16在传感块18的范围内充分运行或者在任何情况下都控制横向滑片,这些滑片阻止传感块18进入到定位环狭缝17的轴向高度的区域内。