專利名稱：有安全離合器的手持式電動工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有安全離合器的用于旋轉(zhuǎn)刀具的手持式電動工具，尤其在沖擊鉆機(jī)中，在危急的工作狀態(tài)安全離合器將儲存有許多旋轉(zhuǎn)能量的電動機(jī)與其余的傳動鏈分開。
手持式電動工具，如沖擊鉆機(jī)，通常由快速旋轉(zhuǎn)并由于其慣性力矩因而儲存了許多旋轉(zhuǎn)能量的電動機(jī)驅(qū)動。為了在危急的工作狀態(tài)，尤其在刀具卡住時，保護(hù)使用者免受手操縱的電動工具不允許的偏轉(zhuǎn)的傷害，必須足夠快地衰減驅(qū)動能量，或足夠快地斷開儲存旋轉(zhuǎn)能量的電動機(jī)與刀具之間的傳動鏈。對于功率較大的手持式電動工具，不采取附加措施不能足夠快地衰減驅(qū)動能量。
為了切斷傳動鏈，作為中間連接的離合器設(shè)計(jì)為安全離合器，按EP666148它們設(shè)計(jì)為電控的電磁離合器，在發(fā)生故障的情況下它們非常迅速地切斷傳動鏈，以及在正常運(yùn)行時電控的壓緊力借助靜摩擦造成力封閉連接。
按DE 2110609設(shè)計(jì)一可電控的磁離合器—制動器組合，包括一個在從動側(cè)的轉(zhuǎn)子和一個在主動側(cè)的軸向彈性預(yù)緊的固定盤，固定盤借助一個靜止的、不可相對轉(zhuǎn)動地同軸設(shè)置的電磁線圈的旋轉(zhuǎn)對稱的磁通量，允許摩擦力封閉地傳遞扭矩，電磁線圈吸引一個沿徑向隔開一定距離并且沿軸向定向的磁極。按EP 893616在傳動鏈中設(shè)磁離合器-制動器組合的一個起制動作用的摩擦盤。此外，由EP 0537022已知電磁操縱的離合器—制動器組合。再者，EP 0947721公開了離合器通過滲氮硬化的表面，以及DE 3828854公開了一種具有沿徑向從外部作用的制動蹄的離合器—制動器組合。
本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)一種節(jié)省空間的能傳遞大扭矩的電磁式安全離合器。本發(fā)明的另一個方面是轉(zhuǎn)子可電控的主動制動。
此目的主要通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征達(dá)到。由從屬權(quán)利要求說明有利的進(jìn)一步發(fā)展。
設(shè)計(jì)為用作手持式電動工具安全離合器的離合器—制動器組合包括一個轉(zhuǎn)子和一個相對轉(zhuǎn)子通過一個空氣間隙軸向彈性預(yù)緊的固定盤，固定盤借助一個在轉(zhuǎn)子側(cè)靜止的不可相對轉(zhuǎn)動地同軸設(shè)置的吸引磁極的電磁線圈的旋轉(zhuǎn)對稱磁通量，允許摩擦力封閉地傳遞扭矩，其中，在磁通中起有效作用的空氣間隙以一個靜止設(shè)置的軸向止擋為界，在離合器脫開狀態(tài)，固定盤在軸向剩余預(yù)緊力作用下貼靠在此止擋上。
通過在離合器脫開狀態(tài)受固定盤軸向剩余預(yù)緊力作用的止檔，在一個為接合離合器可允許的間隙范圍內(nèi)，始終提供對于安全離合器而言為了快速脫開離合器必要的足夠迅速的固定盤回彈。
有利地，環(huán)形止擋用一種溜滑的材料如紅青銅制造，以及更有利地與脫開的固定盤只構(gòu)成線接觸。
有利地，沿軸向預(yù)緊固定盤的彈簧的軸向剩余預(yù)緊力大小確定在1-5N范圍內(nèi)，因此質(zhì)量在45g范圍內(nèi)的固定盤在5ms以內(nèi)回彈并由此脫開摩擦力封閉連接。上述彈簧有利地設(shè)計(jì)為在沿徑向分開的固定盤內(nèi)部的軸向板簧。
有利地，可允許的間隙范圍在0.3至0.5mm的范圍內(nèi)變化，在此范圍內(nèi)不是精確地沿軸向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和/或固定盤的空程以及為了克服軸向剩余預(yù)緊力所需的磁性力，均由對此足夠的磁通量密度提供。
有利地，固定盤和轉(zhuǎn)子按這樣的方式互相旋轉(zhuǎn)對稱地成形和同軸配置，即構(gòu)成兩個沿徑向隔開距離沿軸向定向的極靴，因此在接近離合器接合狀態(tài)時磁通量密度比只有一個軸向極靴更強(qiáng)烈地增大，因而由摩擦法向力決定的可傳遞的扭矩較大。
有利地，轉(zhuǎn)子設(shè)在主動側(cè)和固定盤設(shè)在從動側(cè)，因此在脫開時由于固定盤質(zhì)量較小導(dǎo)致吸收較小的剩余旋轉(zhuǎn)能量。
有利地，轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)為三面緊密地圍繞電磁線圈的罐形，由此獲得高的磁通量密度。
有利地，轉(zhuǎn)子有至少部分徑向的更有利地為圓柱形的外殼面的外表面，它由于垂直于旋轉(zhuǎn)軸線定向的表面法向，所以在加壓力負(fù)荷的情況下它不造成軸向反力。
有利地，為轉(zhuǎn)子部分的徑向外表面配設(shè)一個可控制的、可沿徑向運(yùn)動的、更有利地配備一個沿徑向在內(nèi)部的摩擦面的制動元件，它造成轉(zhuǎn)子可控的主動制動。
有利地，用具有規(guī)定硬度的磁性的軟材料如9SMN28制的轉(zhuǎn)子其起摩擦力封閉連接作用的徑向外表面通過氣體滲氮硬化，在這種情況下滲氮層的厚度更有利地在0.003至0.01mm的范圍內(nèi)。因此，經(jīng)過10000次以上的制動，磁性的軟材料可不發(fā)生磨損。有利地，由于滲氮層小量的亦即從0.008至0.020mm的厚度增加，轉(zhuǎn)子的直徑并沒有顯著的增加，由此可以獲得高的構(gòu)件精度。
有利地，制動元件設(shè)計(jì)為結(jié)構(gòu)上較小的可電磁控制的制動蹄或設(shè)計(jì)為可電磁控制的制動帶，因此在一種有狹小的有限空腔的手持工具中，可實(shí)現(xiàn)與轉(zhuǎn)子連接的、在脫開后作慣性運(yùn)動的電動機(jī)的主動制動。
下面進(jìn)一步說明本發(fā)明的一種有利的實(shí)施例，其中

圖1有安全離合器的手持式電動工具；圖2設(shè)計(jì)為用于手持式電動工具的安全離合器的離合器—制動器組合。
按圖1，在具有至少部分旋轉(zhuǎn)的刀具2的手持式電動工具1中，在外殼3內(nèi)裝一沖擊機(jī)構(gòu)4以及在從旋轉(zhuǎn)的電動機(jī)5到傳動裝置6的力流內(nèi)設(shè)一安全離合器7。
按圖2安全離合器7設(shè)計(jì)為離合器—制動器組合，包括一個可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子8和一個配屬的可旋轉(zhuǎn)并可沿軸向有限運(yùn)動的固定盤9以及一個固定安裝在外殼上的制動元件10。借助一個在轉(zhuǎn)子側(cè)與轉(zhuǎn)子8同軸設(shè)置的、固定安裝在外殼3上吸引兩個軸向磁極12a、12b的環(huán)形電磁線圈11的旋轉(zhuǎn)對稱磁通量φ，允許摩擦力封閉地傳遞扭矩的固定盤9，在圖示的離合器脫開狀態(tài)，在固定盤9與轉(zhuǎn)子8之間構(gòu)成一個在磁通φ內(nèi)的狹小的空氣間隙S為0.4mm，空氣間隙以一個固定安裝在外殼3上的環(huán)形軸向止擋13為界，在圖示的脫開狀態(tài)固定盤9在軸向剩余預(yù)緊力作用下貼靠在止擋上并與已脫開的固定盤9只形成線接觸。設(shè)計(jì)為片狀的固定盤9沿徑向被一個軸向預(yù)緊的設(shè)計(jì)為板簧的彈簧14分開，固定盤在從動側(cè)配屬于圖中未表示的傳動裝置，以及，設(shè)計(jì)為罐狀三面緊密地圍繞著電磁線圈11的轉(zhuǎn)子8在主動側(cè)配屬于電動機(jī)5。轉(zhuǎn)子8有一個具有滲氮層16為0.007mm的沿徑向在外部的圓柱形外表面15，為此外表面配設(shè)配備有沿徑向在里面的摩擦面17、設(shè)計(jì)為制動蹄、可電磁控制徑向運(yùn)動的、摩擦封閉的制動元件10。
權(quán)利要求
1.手持式電動工具的安全離合器，包括一個轉(zhuǎn)子(8)和一個相對轉(zhuǎn)子通過一空氣間隙(S)軸向彈性預(yù)緊的固定盤(9)，固定盤可借助一個在轉(zhuǎn)子一側(cè)不可相對轉(zhuǎn)動的、靜止的、同軸配置且吸引磁極(12a、12b)的電磁線圈(11)的旋轉(zhuǎn)對稱的磁通量(φ)，摩擦封閉地傳遞扭矩，其特征為在磁通(φ)中起有效作用的空氣間隙(S)以一個靜止設(shè)置的軸向止擋(13)為界，在離合器的脫開狀態(tài)，固定盤(9)在軸向剩余預(yù)緊力作用下貼靠在此止擋上。
2.按照權(quán)利要求1所述的安全離合器，其特征為軸向止擋(13)用溜滑的材料制造，以及可按選擇設(shè)計(jì)為環(huán)形的僅與脫開的固定盤(9)線接觸。
3.按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的安全離合器，其特征為沿軸向預(yù)緊固定盤的彈簧的軸向剩余預(yù)緊力大小確定在1-5N范圍內(nèi)。
4.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的安全離合器，其特征為空氣間隙(S)在0.3至0.5mm的范圍內(nèi)變化。
5.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的安全離合器，其特征為固定盤(9)和轉(zhuǎn)子(8)設(shè)計(jì)兩個沿徑向隔開一定距離且沿軸向定向的極靴(12a、12b)，其中，轉(zhuǎn)子(8)可按選擇設(shè)計(jì)為三面緊密地圍繞著電磁線圈(11)的罐形。
6.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的安全離合器，其特征為轉(zhuǎn)子(8)設(shè)在主動側(cè)以及固定盤(9)設(shè)在從動側(cè)。
7.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的安全離合器，其特征為為轉(zhuǎn)子(8)配設(shè)一個可控制的、可沿徑向運(yùn)動的、按選擇可配備摩擦面(17)的制動元件(10)。
8.按照權(quán)利要求7所述的安全離合器，其特征為制動元件(10)設(shè)計(jì)為結(jié)構(gòu)上較小的可電磁控制的制動蹄或設(shè)計(jì)為可電磁控制的制動帶。
9.按照權(quán)利要求7或權(quán)利要求8所述的安全離合器，其特征為制動元件(10)可控制和可摩擦封閉地配屬于轉(zhuǎn)子(8)的一個至少部分的沿徑向在外部的表面(15)。
10.按照權(quán)利要求7至9之一所述的安全離合器，其特征為轉(zhuǎn)子(8)沿徑向的外表面(15)有一滲氮層(17)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種手持式電動工具的安全離合器,包括一個轉(zhuǎn)子(8)和一個相對轉(zhuǎn)子通過空氣間隙(S)軸向彈性預(yù)緊的固定盤(9),固定盤可借助一個在轉(zhuǎn)子一側(cè)靜止的、不可相對轉(zhuǎn)動地同軸設(shè)置的、吸引磁極(12a、12b)的電磁線圈(11)的旋轉(zhuǎn)對稱的磁通量(φ),摩擦封閉地傳遞扭矩,其中,在磁通(φ)中起有效作用的空氣間隙(S)以一個固定安裝的軸向止擋(13)為界,在離合器脫開狀態(tài),固定盤(9)在軸向預(yù)緊力作用下貼靠在止擋上?？蔀樵谘貜较虻耐獗砻?15)上有滲氮層(17)的轉(zhuǎn)子(8)配設(shè)一可控制的制動元件(10)。
文檔編號B23B45/16GK1356192SQ0113038
公開日2002年7月3日 申請日期2001年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月1日
發(fā)明者克里斯騰·費(fèi)迪南德, 邦格斯－阿姆布羅修斯·漢斯－沃納, 黑勒曼·彼得 申請人:希爾蒂股份公司