用于电动工具的齿轮箱和具有这种齿轮箱的电动工具制造技术

技术编号:12337685 阅读:87 留言:0更新日期:2015-11-18 10:45
本发明专利技术提供一种具有周转齿轮系的电动工具,包括:框架,连接到或形成电动工具的底盘;输出,能够连接到电动工具的工具端部;输入,能够连接到马达;第一齿圈(3),连接到输出并且能够绕主轴线旋转;第二齿圈(2),锁定或部分锁定到框架并且与主轴线同心;太阳轮(8),连接到齿轮箱的输入并且能够绕主轴线旋转;第一组行星轮(4),与第一齿圈和太阳轮(8)相互作用并且旋转固定到能够绕主轴线旋转的第一托架结构;至少一组第二组行星轮(5),该至少一组第二组行星轮中的一组与第二齿圈和太阳轮(8)相互作用,并且旋转固定到能够绕主轴线旋转的第二托架结构。提供一种占用空间少的简单齿轮箱,第一和第二托架结构在第一模式下被连接而以相同的速度绕主轴线旋转。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于电动工具、例如电钻等的齿轮箱。本专利技术还涉及这样一种包 括齿轮箱的电动工具以及一种在电动工具中实现齿轮传动的方法。 特别是,本专利技术涉及一种具有行星齿轮箱的电动工具以及这种行星齿轮箱,包 括:一第一齿圈(3),连接以驱动工具端部,并且能够绕主轴线旋转; 一第二齿圈(2),锁定或部分锁定到框架并且与主轴线同心;-太阳轮(8),由马达驱动并且能够绕主轴线旋转;-第一组行星轮(4),与第一齿圈和太阳轮(8)相互作用并且旋转固定到能够绕 主轴线旋转的第一托架结构; -至少一组第二组行星轮,该至少一组第二组行星轮中的一组与第二齿圈和太阳 轮相互作用,并且旋转固定到能够绕主轴线旋转的第二托架结构。
技术介绍
齿轮箱存在已久,特别是应用于各种手持电动工具。 手动操作的电动工具一般具有:马达,典型地是电动机;以及传动系统,将高速低 扭矩的马达输出转换成低速高扭矩的工具输入。典型地,设计标准涉及低制造成本以及低 重量、零维护和1000-10000操作小时范围内的寿命。 特别是,在与电钻和其它低重量的手动操作电动工具的组合中,进一步的设计标 准是要减小马达和工具之间的距离,从而提供紧凑的电动工具。 行星齿轮箱经常用于电动工具,特别是无绳的紧凑电钻。行星齿轮箱由于其紧凑 性及其多齿轮而为人们所知,该多个齿轮分担在将来自电动机的机械动力传递和转换为例 如电钻的高扭矩输出时的负载。 由于电钻必须执行不同的工作,因此在齿轮箱中通常存在两个以上的齿轮箱设 置,提供不同的扭矩/速度转换比率。这些设置在底盘外部的档位转换上是可选的,从而用 户可以手动地选择合适的设置。-种设置典型地提供马达速度的中等降低(例如1 :16),仅具有很小的可用扭矩 但具有高速。另一种设置典型地是马达速度的较高降低(例如1:60),给出很高的扭矩但 较低的工具速度。 两种设置都用于不同的目的。高速模式用于钻出小洞以及将小的螺钉拧进例如木 头。具有高的可用速度有助于工人提高性能。低速模式用于钻出大洞以及任何需要高扭矩 的情况。具有这一模式允许用户或工人完成要求高扭矩的困难工作,即使这可能会花费更 长的时间来完成该工作。 在很多专业的电钻中,为用户提供了更多的设置以精确地得到完成工作所需的速 度和扭矩。传统地,这种齿轮箱是通过串联连接3个独立的行星齿轮箱来制作的,从而来自 第一个的输出是下一个的输入等。这被称为多级行星齿轮箱。通过将一个行星级短路,例 如,通过将级数1的输出直接与级数3的输入连接,很容易改变传动比。3种甚至4种设置、 从而3级甚至4级的期望使得结构复杂,通常难以满足。原因在于,由于物理尺寸和每级串 联连接到下一级的结构,更多的级会引入复杂的短路结构,速度的选择与各级中的不同传 动比相关,不是自由选择的。因此,复杂性和尺寸对于这种齿轮系来说可能会不希望地变 尚。 另外,多级行星齿轮箱通常非常复杂,具有大量要组装的部件,并且由于很多部件 堆叠在齿轮箱内部,质量也要求很高。 对于电动工具内的新的齿轮箱的一些重要的特性或期望包括小尺寸、低重量和低 成本。另外,耐用性和可靠性也是重要的,但这一般通过完成测试和满足制造要求来处理。 例如通过增加更多的材料和重新设计关键部件来提高耐用性。 从而,用于齿轮箱的新概念的规范包括对于尺寸、重量和成本的考虑一,只要相信 所需的可靠性和耐用性可以实现以及这种概念的制造是可能的。 在这种智能齿轮箱的检索中,有很多不同的提案。最近,焦点集中于复合齿轮箱, 例如专利申请W02011135076中提及的复合齿轮箱,其中,行星托架相对于复合齿轮的锁定 提供了传动比的变化。在另一个专利申请W02006102906中,描述了一种通过将不同的太阳 轮耦合到输入或者通过锁定不同的齿圈来改变传动比的复合齿轮。上述齿轮都在如下方面 显著不同于传统的行星齿轮箱的齿轮:输出被连接到一个齿圈,而不是作为使用行星齿轮 的通常方式的行星托架。 如上所述的复合齿轮引入了一些主要优点。一个优点是,复合齿轮在一个单级中 提供了非常高的传动比。至少对于中高传动比,这与具有高的或者合理的效率是不冲突的。 尽管上述专利所描述的复合齿轮必须具有两个齿圈(一个用于输出,一个用于参考),它们 均承载最大扭矩,人们仍然相信,例如制作1 :60的传动比,能够节省很多的空间和复杂度。 特别是,通过集成行星轮的两个轮段,能够制造可以与两个齿圈都相互作用的仅一种类型 的行星轮。 从而,这也是复合齿轮的限制。所参考的专利中所描述的复合齿轮必须具有如下 功能:行星轮的两个轮段旋转地联结以传递扭矩。如果这一点不满足,则齿轮箱不会工作。 因此两个轮段必须放置在相同轴上,限制了设计可能性。 进而,所描述的复合齿轮箱的特性是,如果期望更小的传动比,则行星轮的两个轮 段的尺寸差异必须较大。结果是,一个齿圈会比另一个明显小。结果,最小的齿圈的整体尺 寸必须大于其它齿圈,因为它们被施加了在齿轮箱箱的中心轴上测量的几乎相同的扭矩。 已知行星齿轮箱可以用作差动齿轮箱,其中,通过具有两个输入,例如太阳轮上的 一个输入和行星托架上的另一个输入,来形成输出。这种情况下,输出是在齿圈上。
技术实现思路
本专利技术的目的在于创造一种简单可靠的差动齿轮箱的概念,该差动齿轮箱与普通 的堆叠行星齿轮箱相比,占用更少的空间,更易于制造。 根据该目的,本专利技术提供一种根据权利要求1的电动工具和根据权利要求2的用 于电动工具的齿轮箱。由于第一和第二托架结构的连接,齿轮箱可以占用更少的空间,比普 通的堆叠行星齿轮箱更易于制造。 根据本专利技术,第一和第二托架结构被连接或可连接,从而它们绕主轴线以相同的 速度旋转。第一和第二托架结构可以由同一元件构成,即,它们可以一体地形成在一个相同 的单元中,或者它们可以形成两个不同的结构,这两个结构相连接从而以相同的速度旋转。 相应地,第一托架结构仅仅是为了绕主轴线的周转式旋转而保持第一组行星轮的行星轮的 实体,第二托架结构仅仅是为了绕主轴线的周转式旋转而保持第二组行星轮的行星轮的实 体。 对于具有固定的托架和太阳轮上的输入的简单行星齿轮箱来说,输出的速度、即 齿圈的速度仅仅是齿圈上的齿数Za与太阳轮的齿数Zs之间关系的反转。输出速度~可 以如下得到: 解锁托架结构并且增加差分速度nin2。这给出我们用于齿轮箱的输出Iiciut的方程: 如果nin2输入由传统的行星预先级(也由输入ninl驱动)产生,我们发现预先级中 nin2与n ini的关系: 在此,Za2是预先级中的齿圈上的齿数,类似的Zs2是指预先级的太阳轮上的齿数。 结合前面我们发现: 如果齿圈和太阳轮是几乎相同的直径,则我们得到非常高的传动比。对于实际的 使用来说,这样高的传动比并非一直是期望的,因为差动齿轮箱产生"功率循环",该"功率 循环"是没有在输出上使用而在内部循环的功率。 然而,对于电动工具、例如电钻来说,使用是很有趣的,因为这种设备的传动比通 常在仅具有一个传动比的1 :40和具有两个传动比的I:16/1 :60的范围内。 特别是,使用这种不同于"
技术介绍
"中介绍的复合齿轮箱的齿轮箱是很有趣的。 如上所述,具有更小的传动比的挑战性在于,由于复合齿轮箱的特性,为了得到中等的或者 较本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种电动工具,其具有框架、连接在框架中的马达、用于连接或形成端部执行器的工具端部、以及将马达连接到工具端部的行星齿轮箱(1),该行星齿轮箱包括:-第一齿圈(3),其连接以驱动工具端部,并且能够绕主轴线旋转;-第二齿圈(2),其锁定或部分锁定到框架并且与主轴线同心;-太阳轮(8),其由马达驱动并且能够绕主轴线旋转;-第一组行星轮(4),其与第一齿圈和太阳轮(8)相互作用并且旋转固定到能够绕主轴线旋转的第一托架结构;-至少一组第二组行星轮(5),该至少一组第二组行星轮中的一组与第二齿圈和太阳轮(8)相互作用,并且旋转固定到能够绕主轴线旋转的第二托架结构;其特征在于,第一和第二托架结构被连接而以相同的速度绕主轴线旋转。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:T·G·彼泽森
申请(专利权)人:托马克技术公司
类型:发明
国别省市:丹麦;DK

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