行星架、动力旋转手工工具及手持式动力棘轮驱动工具的制作方法
【专利摘要】一个用于动力手工工具的两件式行星架，所述行星架包括可固定在工具转子上的驱动部分以及具有曲柄销的轴销部分。所述曲柄销可操作地连接至工具的驱动轴从而向驱动轴提供旋转和扭矩。所述轴销部分可转动地与驱动部分接合，使得转子的旋转将导致驱动部分和轴销部分以施加在驱动轴上的负载的函数进行相对于彼此的旋转，使得曲柄销中心轴线和旋转的驱动部分轴线之间偏移是以施加在驱动轴的负载的函数的变量，其中该偏移的变化将以驱动轴上负载的函数改变提供至驱动轴的转速和扭矩量。
【专利说明】
行星架、动力旋转手工工具及手持式动力棘轮驱动工具
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电动操作的棘轮驱动手工工具，更具体地，涉及自动调节速度和扭矩的双向的高速动力棘轮驱动手工工具。
【背景技术】
[0002]此部分的陈述只提供了与本公开有关的背景信息并且不构成现有技术。
[0003]动力驱动操作的手持式棘轮驱动工具被普遍应用于许多工业环境中以用来安装、紧固、旋松以及移除诸如螺母和螺栓的物体。例如，气动的和电动的棘轮驱动工具通常在汽车工业中用于比如当从汽车上移除车轮以及将车轮安装在汽车上时，这种工具被用来从相应的汽车的车轮防滑板安装、紧固、旋松以及移除螺母。
[0004]通常，由这些已知的棘轮驱动工具提供的速度和扭矩量要么是不可调节的，即棘轮驱动工具被构造成以单一的速度运转并且提供单一量的扭矩，要么当扭矩降低时动力随之降低。
[0005]因此，当使用这些已知的棘轮驱动工具时，使用者要么不能调节相应的棘轮驱动工具的速度和扭矩，要么必须根据各棘轮驱动工具的每个特定应用/使用的需要手动地改变其速度、扭矩及动力设置。
[0006]无论是不能调节速度和扭矩的情况，还是需要为每个特定的应用/使用手动地重新配置这些已知的棘轮驱动工具的情况，都是耗时的、麻烦的和低效的，而且可能导致相应的棘轮驱动工具施加给物体的扭矩过大。
实用新型内容
[0007]在不同实施例中，本公开提供了用于动力手工工具的两件式行星架。行星架包括具有旋转轴且固定地安装到工具的电机转子的驱动部分。行星架额外地包括轴销部分，该轴销部分包括底座和从底座偏心地延伸的曲柄销。曲柄销具有中心轴，该中心轴可操作地与工具的驱动轴连接并基于曲柄销围绕驱动部分的旋转轴的轨道旋转以向驱动轴提供旋转和扭矩。轴销部分可旋转地与驱动部分相接合，使得转子的旋转将根据作用于驱动轴上的负载导致驱动部分和轴销部分相对于彼此旋转，这使得曲柄销中心轴和驱动部分旋转轴之间的偏移是根据施加到驱动轴上的变量。此外，偏移的变化将根据在驱动轴上的负载改变提供至驱动轴的转速和扭矩量。
[0008]在各种其他实施例中，本公开提供动力旋转手工工具，此工具包括能够可操作地与负载连接的驱动轴和与驱动轴可操作地连接的两件式行星架。行星架包括具有旋转轴且被固定安装在工具的电机转子上的驱动部分。行星架额外地包括轴销部分，该轴销部分包括底座和从底座偏心地延伸的曲柄销。曲柄销具有中心轴，且该曲柄销可操作地与工具的驱动轴连接以基于曲柄销围绕驱动部分的旋转轴的轨道旋转提供旋转和扭矩。轴销部分可转动地与驱动部分接合，使得转子的旋转将根据施加到驱动轴上的负载导致驱动部分和轴销部分相对于彼此旋转，这使得曲柄销中心轴和驱动部分旋转轴之间的偏移是根据负载的变量。此外，偏移的变化将根据驱动轴上的负载改变提供至驱动轴的转速和扭矩量。
[0009]在又其他的实施例中，本公开提供双向的手持式电动棘轮驱动工具。该工具包括固定连接至驱动齿轮的驱动轴，一对枢轴连接至驱动杆的相对的棘爪，每个棘爪是交替地并可操作地与驱动齿轮相接合旋转驱动轴以响应驱动杆的摆动侧向运动，以及两件式行星架。两件式的行星架包括具有旋转轴且被固定安装在工具的电机转子上的驱动部分。行星架额外地包括轴销部分，该部分包括底座和从底座偏心地延伸的曲柄销。曲柄销具有中心轴，且该曲柄销与驱动杆可旋转地连接以基于曲柄销围绕驱动部分的旋转轴进行的轨道旋转提供驱动杆的摆动侧向运动。轴销部分与驱动部分可旋转地接合，使得转子的旋转将根据施加在驱动轴上的负载导致驱动部分和轴销部分相对于彼此旋转，这使得曲柄销中心轴和驱动部分旋转轴之间的偏移是根据施加在驱动轴上的负载的变量。此外，偏移的变化将改变驱动杆摆动侧向运动的速度和长度，从而根据在驱动轴上的负载改变提供至驱动轴的转速和扭矩量。
[0010]本实用新型的优势在于，在使用时，使用者可调节相应的棘轮驱动工具的速度和扭矩，也可以根据各棘轮驱动工具的每个特定应用/使用的需要而手动地改变其速度、扭矩及动力设置。
[0011]根据本文提供的描述，本教导的其他应用领域将变得显而易见。应当理解的是，描述和具体示例仅仅为了说明，而非旨在限制本教导的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]此处描述的附图仅为了展示的目的，而非旨在以任何方式限制本教导的范围。
[0013]图1是双向的高速手持式动力棘轮驱动工具的等轴视角图，根据本公开的不同实施例，驱动工具被构造为且能够被操作以工具所施加到的物体的转动的阻力的函数，自动调节由工具提供的速度和扭矩。
[0014]根据本公开的不同实施例，图2是图1示出的棘轮驱动工具沿着线A-A截取的剖面图。
[0015]图3A是可操作地连接到图1示出的棘轮驱动工具的两件式行星架的连杆部分沿线A-A截取的剖面图的。根据本公开的不同实施例，两件式行星架具有设置在轴销部分内的驱动部分，使得工具将向棘轮驱动工具的驱动轴提供高转速和低扭矩。
[0016]根据本公开的不同实施例，沿着图3A中显示的直线B-B，图3B是图1示出的棘轮驱动工具的两件式行星架的沿图3A中线B-B截取的剖面图。
[0017]图4A是可操作地连接至图1示出的棘轮驱动工具的两件式行星架的驱动杆的部分沿线A-A截取的剖面图。其中，根据本公开的不同实施例，驱动部分被设置在轴销部分内，使得工具将向棘轮驱动工具的驱动轴提供低转速和高扭矩。
[0018]根据本公开的不同实施例，图4B是图1示出的棘轮驱动工具的两件式行星架沿着图4A中示出的线C-C截取的剖面图。
[0019]根据本公开的其他不同实施例，图5是图1中显示的棘轮驱动工具沿线A-A截取的剖面图。
[0020]图6A是可操作地连接至图1示出的棘轮驱动工具的两件式行星架的驱动杆的部分沿线A-A截取的剖面图。根据本公开的不同实施例，两件式行星架具有被设置在驱动部分的插孔内的轴销部分，使得工具将向棘轮驱动工具的驱动轴提供高转速和低扭矩。
[0021]根据本公开的不同实施例，图6B是图6A示出的棘轮驱动工具的两件式行星架沿线B-B截取的剖面图。
[0022]图7A是可操作地连接至图1示出的棘轮驱动工具的两件式行星架的驱动杆的部分沿线A-A截取的剖面图。根据本实用新型的不同实施例，其中轴销部分被设置在驱动部分的插孔内，使得工具将向棘轮驱动工具的驱动轴提供低转速和高扭矩。
[0023]根据本公开的不同实施例，图7B是图1示出的棘轮驱动工具的两件式行星架沿着图7A示出的线C-C截取的剖面图。
[0024]对应的附图标记在全部几幅附图中指明对应的部分。
【具体实施方式】
[0025]下面的描述在本质上仅仅是示例性的，绝不意图限制本教导、申请或使用。贯穿整个说明书中，相同的参考标记将被用来指代相同的元件。
[0026]参照图1，本实用新型提供双向高速手持式动力棘轮驱动工具10，其被构造为且可操作为，基于使该工具可操作地连接的例如螺母或螺栓的物体转动产生的阻力，自动调节其提供的速度和扭矩。与工具10可操作地相连的物体转动产生的阻力有时在本文中称为在工具10上的负载。特别地，基于工具作用于物体使之转动产生阻力的量，工具10将自动调节由其提供的扭矩，以提供旋松相应的物体所需的扭矩量。此外，一旦相应的物体“打开松动”并开始转动，工具10将自动减少正在提供的扭矩量，并增加工具10使相应的物体转动的转速。同样地，当安装物体时，工具10将通过提供足够的扭矩开始安装，使物体高速转动，并且当物体开始抵抗转动时，随后自动降低速度并增加所提供的扭矩，由此，所提供的扭矩量取决于物体转动产生的阻力。此外，在整个安装/紧固和旋松/移除过程中，基于此过程中相应的物体转动产生的阻力的变化，工具10将根据需要自动增加和减少所提供的扭矩。
[0027]例如，如果利用工具10从汽车轮毂上移除轮毂螺母，根据轮毂螺母的紧固程度(转动的阻力)，工具10将自动调节以提供足够的扭矩旋松螺母，然后在不用从轮毂螺母移除工具10或者不用手动改变速度和/或扭矩设置的情况下，工具10将自动减少所提供的扭矩量，并增加提供至轮毂螺母的转速，从而快速有效地移除轮毂螺母。同样地，如果利用工具10将轮毂螺母安装在汽车轮毂上，工具首先以提供低扭矩的高速将轮毂螺母拧在轮毂上(但是，扭矩足以将轮毂螺母转动到轮毂上)。然后，当轮毂螺母开始抵抗处于初始速度的转动时，例如当轮毂螺母开始将车轮紧固到相应的刹车盘或刹车鼓上时，工具10将自动增加所提供的扭矩量并降低提供至轮毂螺母的转速，而不用将工具10从轮毂螺母上移除或手动改变速度和/或扭矩的设置，从而快速有效地紧固轮毂螺母并将车轮固定到刹车盘或刹车鼓。
[0028]现在参考图1和图2，工具10大体包括与单臂棘爪18和双臂棘爪20枢转地连接的驱动杆16，如下所描述，取决于换向凸轮24选定的位置，棘爪18或20之一与环形驱动齿轮22啮合地接触。在不同的实施中，驱动杆16通过枢杆48与工具外壳14枢转地相连，其中枢杆48横向地且旋转地穿过外壳14。所有的这些元件和用于工具10的功能和合适的连接所需要的将要被描述的其他元件被容置在工具外壳14的前端。驱动齿轮22被封装在工具外壳14的最前端，并被定位使得在驱动齿轮14的外部圆周表面上纵向形成的齿部26相对于工具的纵向轴线是横向的。整体构造的且优选为方形的驱动轴28从驱动齿轮22的中心轴向向外延伸至其一侧，并越过外壳14的界限，从而其可用于结合插槽(未显示)或用于棘轮转动的其他物品。已知的各种球和弹簧组件30促使驱动轴28与被转动的物体相连接。在驱动齿轮22的相对侧，设置有与方形驱动轴28直接相对并同轴的整体延伸部32 (其也可以被认为是在驱动齿轮轴的内端)。
[0029]单臂棘爪18包括具有朝前面向的表面的头部18a，其表面形成有多个平行齿部18b，以与驱动齿轮22的外表面上的多个齿26进行选择性地可移动的相互作用。单臂棘爪头I8a在单臂棘爪爪臂I8c的最前端被支撑，单臂棘爪爪臂18c总体朝着弯头或成角度部分18d纵向向后延伸，单臂棘爪18在18d处通过轴销50枢轴连接到驱动杆16。第二臂或直段18e从成角度部分18d向后延伸至朝后定向的爪头18f，该爪头18f为凸轮24提供接触点或面。双臂棘爪20也具有带有朝前面向的平坦的表面的头部20a，该表面支撑多个平行横向设置的齿部20b，该齿部20b的大小和间距被恰当设置以与驱动齿轮26环形外表面上的齿部26进行选择性的可移动的相互作用。配对的、间隔开的平行棘爪爪臂20c、20c’从爪头20a的相对侧大体上纵向向后延伸至共用的弯头或成角度部分20d，棘爪20在20d通过轴销52枢轴连接至驱动杆16。从成角度部分20d，棘爪20继续大体上经由第二臂或直段20e向后延伸，并止于为凸轮24提供接触点或接触面爪头20f。
[0030]如图1所示，单臂棘爪爪臂18c在配对的、间隔开的双臂棘爪爪臂20c、20c’之间向后延伸，因此当棘爪18和20运动时，它们以类似剪刀的方式彼此相互作用，并且它们相应的头部18a和20a以类似嘴巴张开的方式朝向驱动齿轮22的环形齿状表面敞开。扭力弹簧(未示出)卷绕在枢轴杆48，并且其腿部向前延伸，可滑动地支撑棘爪18和20的在爪头18a和20a或其向后的向后且向外定向的表面，以由此朝向驱动齿轮22偏置爪头18a和20a。
[0031]正如换向凸轮24的位置所确定，爪头18a和20a中的哪一个与齿轮齿部26接触取决于工具10是正在以正向方式还是以反向方式被操作。在不同实施例中，换向凸轮24能够具有向外延伸的柄56，在其上的换向杆58被配合并固定连接到柄56。
[0032]因此，如果需要操作工具10以使驱动齿轮22在一个方向上棘轮旋转，那么凸轮杆58被设置为使得换向凸轮24与棘爪端部18f或20f中的一个相连接，以防止当驱动杆16运动时，相应的爪头18a或20a接触驱动齿轮22并防止相应的棘爪18或20枢轴地运动。被凸轮24除去相应的自由端18f或20f的障碍的其它棘爪18或20然后能够通过偏压扭力弹簧向前延伸，从而相关的爪头18a或20a与驱动齿轮22接触，并且当驱动杆16运动导致驱动齿轮22棘轮旋转时，将必然产生运动。
[0033]驱动杆16包括具有整合成对的平行板16b和16c的实心主体部分。板16b和16c在工具外壳14内向前延伸，并且彼此间隔开足够的距离以在其向前定向的下角和上角接收处于其间的棘爪弯头18d和20d。尺寸和位置适当的同轴对准的孔横向地通过板16b和16c形成，以接收枢轴杆48、枢轴销50和52，以及换向凸轮24。驱动杆16进一步包括设置在主体16a向后定向的部分中的横向拱形开口 62。开口 62接收驱动套管64，驱动套管64的尺寸和形状适合在开口或凹槽62内平稳的旋转运动。驱动套管64被构造成用来接收从工具10的可旋转行星架68纵向向前延伸的曲柄销66。具体地，曲柄销66被偏心地设置在行星架68的前面68a上。也就是说，曲柄销66从偏移行星架68中心的前面68a延伸。行星架68可操作地连接至工具10的电机72的转子70，其中转子70具有纵向中心轴线RA。此外，如下所述，行星架68可操作地与转子70连接，使得电机转子70的旋转引起行星架68的旋转。行星架68的旋转接着使曲柄销66围绕转子70的中心轴线RA进行轨道旋转。因此，曲柄销66的轨道旋转将运动传递至套管64上，导致驱动杆16的前后部分以上下摆动的方式，在X +和X -的方向(见图3A至图4B)上围绕枢轴杆48侧向地上下摆动。
[0034]更具体地，枢轴销48在凸轮24前方的点和棘爪弯头18d和20d之间和后方横向地且可转动地贯穿于驱动杆16。因此，驱动杆16在外壳14内可移动地连接，使得曲柄销66的轨道旋转将导致驱动杆16以上下摆动的方式围绕枢轴杆48摆动，并由此导致棘爪18和20围绕枢轴销50和52枢轴摆动。
[0035]在不同实施例中，当电机转子70在转速为20000转/分-25000转/分的范围内运转时，棘爪18和20能够以大约高达4000转/分-5000转/分的转速围绕枢轴销50和52枢轴摆动。然而，由于棘爪端部18f和20f之间的换向凸轮24的结构和位置，在任何给定时间，棘爪18和20中只有一个与驱动齿轮22接触，由此这样的接触将导致驱动齿轮22和驱动轴28的旋转。此外，驱动轴28的旋转将转速和扭矩提供给驱动轴28例如通过插槽可操作地所连接的诸如螺母或螺栓的物体。重要地，如下进一步所述并作为应当容易被本领域技术人员所理解的，驱动轴28提供的转速和扭矩将是转子70的中心轴线RA和曲柄销66的中心轴线PA之间偏移D的长度或距离的函数。具体地，偏移D越长或越大，驱动轴28的转速将越高并且由驱动轴28提供的扭矩将越少。然而相反的是，偏移D越短或越小，驱动轴28的转速将越低并且由驱动轴28提供的扭矩将越大。
[0036]有关工具10的大体部件和它们相应的功能和配合的进一步细节在美国专利第5535646号中被描述，在此将其引用本文作为参考。
[0037]现在参考图2、3A、3B、4A及4B，在不同实施例中，行星架68具有两件式的结构，其包括被设置在具有从底座69中偏心延伸的曲柄销66的轴销部分68c内的驱动部分68b。具体地，驱动部分68b被可旋转地设置在轴销部分68c的底座69的中空内部。驱动部分68b被固定安装到转子70，使得转子70的旋转将使驱动部分68b旋转，由此驱动部分68b将驱动轴销部分68c的旋转，即将引起轴销部分68c旋转，如下所述。具体地，驱动部分68b被设置在轴销部分68c内，使得在驱动部分68b的外表面和轴销部分68c的内表面之间的接口 74上产生滑动摩擦接触，有时在本文中称为摩擦界面74。通常，驱动部分68b被固定安装到转子70，使得转子70的旋转将使驱动部分68b旋转。在位于驱动部分68b和轴销部分68c之间的摩擦界面74上的摩擦力以及驱动部分的外表面相对于RA的偏心度接着将引起轴销部分68c旋转，由此使曲柄销66围绕转子轴线RA进行轨道旋转，这接着将提供旋转和扭矩至驱动轴28 (见图1)。因为驱动部分68b固定地连接到转子70，所以驱动部分68b具有与转子70围绕旋转的转子中心轴线RA在同一直线上的旋转轴CA。因此，当轴销部分68c旋转时，曲柄销66将围绕驱动部分的旋转轴CA进行轨道旋转。
[0038]重要的是，当轴销部分68c的旋转阻力使得由转子70施加在驱动部分68b的旋转力克服了在界面74上产生的摩擦力和驱动部分68b向外的离心力时，在界面74上的摩擦接触允许驱动部分68b在轴销部分68c内且相对于轴销部分68c滑动，并以小于360°的径向距离旋转，例如，径向距离在0°到355°之间。应当容易被本领域技术人员所理解的是，基于驱动轴28、驱动齿轮22、棘爪18和20、驱动杆16以及曲柄销66的相互连接，轴销部分68c的旋转的阻力由驱动轴28可操作地连接到诸如螺母或螺栓的物体产生的驱动齿轮22上的相应的负载产生。因此，驱动轴28上的负载被转移至轴销部分68c产生轴销部分68c的旋转的阻力，该旋转的阻力是在驱动轴28上的相应的负载的函数。因此，依靠驱动轴28被可操作地连接至的物体的旋转的阻力产生的轴销部分68c的旋转的阻力，驱动部分68b将以小于360°的径向距离在轴销部分68c内旋转，例如，在0°到355°之间。
[0039]驱动部分68b包括侧壁，其被构造成使得侧壁的一部分比其正好相反的部分厚，如图3A、3B、4A及4C所示。具体而言，驱动部分68b的侧壁被构造为使得其内表面以旋转轴CA为中心且与旋转轴CA是等距的，而其外表面围绕旋转轴CA被偏心设置且与旋转轴CA是不等距的。因此，驱动部分68b具有相对于驱动部分的旋转轴CA偏心地旋转的凸轮形状的外表面。曲柄销66的中心轴线PA在工具外壳内纵向取向，驱动部分的旋转轴CA也是如此。
[0040]如上所述，基于施加在驱动轴28上的负载量，驱动部分68b能够以摩擦滑动的方式在轴销部分68c内滑动，或进行小于360°的旋转，所述负载量被转移至轴销部分68c，从而轴销部分68c以驱动轴28上的负载的函数抵抗旋转。
[0041]例如，参见图3A和3B，当驱动轴上没有负载且工具电机72没有被操作或被操作使转子70旋转时，在这种情况下驱动轴28没有被可操作地与将被转动的物体接合，例如，没有被可操作地连接至将被拧紧或旋松的螺母或螺栓，驱动轴28和驱动齿轮22的转动的阻力，并且因此产生的轴销部分68c的旋转的阻力是相对地极小的。这样的最小抵抗力将只能由工具10的部件的配合运转产生的内部摩擦力产生。在这种情况下，位于驱动部分68b和轴销部分68c之间的界面74上的摩擦力以及曲柄销66径向向外的离心力通常将比轴销部分68c的旋转的阻力要大。实际上，离心力确保了曲柄销66将在径向上最外面的配置，直到足够大的负载被施加到驱动齿轮22上。因此，这个最外面的曲柄销位置对应高速度低扭矩的配置，并且当工具上无负载时为默认位置。因此，在默认位置上驱动部分68b将不会、或将只是在轴销部分68c内轻微旋转。也就是说，驱动部分将不会、或将只是相对于远离默认位置的轴销部分68c进行小幅旋转。因此，当电机转子70旋转时，负载使摩擦界面74上的摩擦力的增长将导致或允许轴销部分68c增加的相对旋转。
[0042]如上所述，在驱动轴28上提供的转速和扭矩将是曲柄销66的中心轴线PA和驱动部分旋转轴CA之间的偏移D的函数(回想驱动部分旋转轴CA与转子70的中心轴线RA是在同一直线上的)。具体来说，偏移D越长或越大，驱动轴28的转速越高，且驱动轴28提供的扭矩越小。而相反的是，偏移D越短或越少，驱动轴28的转速越低，且驱动轴28提供的扭矩越大。
[0043]重要的是，如图3A和3B所示，驱动部分68b被设置在轴销部分68c内，使得当驱动轴28上没有负载时，即基本上在驱动部分68b和轴销部分68c之间没有滑动时，偏移D将有最大的长度，图示中以及在本文中称为空载偏移Dm。当偏移D等于Dm时，驱动部分68b的取向将在本文中称为驱动部分68b的默认位置或主位置。本领域技术人员很容易理解的是，当工具电机72被操作来旋转转子70并且偏移D有最大长度Dm时，曲柄销中心轴线PA围绕转子中心轴线RA轨道旋转的半径将等于Dm。因此，曲柄销66的轨道旋转将在X +和X -的方向(如图3A至图4B所示)上产生驱动杆16的侧向摆动移动或运动。这接着将产生棘爪18或20相应的最大冲程，这接着将通过每次棘爪冲程最大限度地旋转驱动齿轮26，由此通过工具10提供最高速度的旋转和最低数量的扭矩至可传送的驱动轴28。
[0044]另一方面，如图4A和4B所示，当工具电机72被操作以旋转转子70且驱动轴28被施加了负载时，在驱动轴28被可操作地与被转动的物体接合的情况下，例如，可操作地连接至将被拧紧或旋松的螺母或螺栓，驱动轴28和驱动齿轮22的旋转的阻力，以及因此产生的轴销部分68c的旋转的阻力将是负载的函数。也就是说，负载越大，轴销部分68c的旋转的阻力越大。在这样的情况下，驱动部分68b将被初始地设置在位于主位置的轴销部分68c内，使得偏移量D大体上等于Da。当偏移量D大体上等于Dm，且负载被施加于驱动轴28使得在位于驱动部分68b和轴销部分68c之间的界面74上的摩擦力以及曲柄销66向外的离心力比轴销部分68c的旋转阻力小时，由转子70提供给驱动部分68b的扭矩将导致驱动部分68b开始在轴销部分68c内旋转或滑动。
[0045]如上所述，驱动部分68b具有凸轮形的横截面，其中驱动部分侧壁的一部分比其正好相反的另一部分厚，这将导致驱动部分的外表面相对于驱动部分的旋转轴CA偏心地旋转。因此，当驱动部分68b在轴销部分68c内旋转时，由于驱动部分外表面的偏心旋转，摩擦界面74的摩擦力将稳定地增大。将稳定增长。具体来说，当驱动部分68b在轴销部分68c内旋转时，驱动轴28上的负载和曲柄销66径向向外的离心力导致在摩擦界面74上的摩擦力将稳定增长，直至界面摩擦力大于轴销部分68c的旋转阻力。一旦界面摩擦力克服了基于负载的轴销部分68c的旋转的阻力和曲柄销66径向向外的离心力，轴销部分68c将开始随着驱动部分68b开始旋转并提供旋转和扭矩至驱动轴28。
[0046]此外，由于驱动部分外表面在轴销部分68c内的偏心旋转，当驱动部分68b在轴销部分68c内旋转时，即当驱动部分68b相对于轴销部分68c旋转时，驱动部分旋转轴CA以及曲柄销中心轴线PA之间的偏移D的长度将不断变短。也就是说，偏移D的长度将以驱动部分68b的轴销部分68c内旋转远离主位置的量的函数减少。当驱动轴28被施加负载时，长度变短的偏移D将被图示并称为D负载队。此外，偏移D的长度变化作为负载的函数将被图示(见图4B)并被称为AD。在主配置时，AD是0.0。
[0047]本领域技术人员容易理解的是，负载越大，将需要得越大界面摩擦力以克服基于负载的轴销部分68c的旋转的阻力。因此，基于负载的轴销部分68c的旋转的阻力越大，在轴销部分68c内旋转的驱动部分68b需要距离主位置越远，以产生需要的界面摩擦力来克服基于负载的轴销部分68c的旋转的阻力。
[0048]如上所述，在驱动轴28上提供的转速和扭矩将是偏移D的函数。因此，当偏移D变化时，即当AD增加和减少时，在驱动轴28上提供的转速和扭矩将作为AD的函数增加和减少。具体而言，AD的值越大，驱动轴28的转速越慢，并且由驱动轴28提供的扭矩就越大。反之，AD的值越小，驱动轴28的转速越快，并且由驱动轴28提供的扭矩就越小。
[0049]更具体的是，当驱动轴28被可操作地连接至将被转动的物体并且工具电机72被操作来旋转转子70时，基于在驱动轴28上的负载，即被转移至轴销部分68c的物体的旋转的阻力，驱动部分68b将开始在轴销部分68c内旋转远离主位置。当驱动部分68b旋转远离主位置时，AD增长，由此减小曲柄销中心轴线PA围绕转子中心轴线RA的轨道旋转的半径。因此，当曲柄销中心轴线PA的轨道旋转半径减小时，曲柄销66的轨道旋转将在X +和X '的方向上使驱动杆16产生越来越少的侧向摆动移动，如图4B所示。这接着将减少相应的棘爪18或29的冲程长度，每次棘爪冲程接着将减少驱动齿轮26的旋转，由此提供较慢的旋转速度和增长的扭矩量至驱动轴28。
[0050]此外，当在驱动轴28上的负载减少时，即当可操作地连接至驱动轴28的物体开始带有较小的阻力旋转时，轴销部分68c的旋转阻力将以负载减少量函数也将减少。因此，位于驱动部分68b和轴销部分68c之间的摩擦界面74上需要旋转轴销部分68c的摩擦力将以负载减少量函数而将减少。此外，当需要用来旋转轴销部分的界面摩擦力的量减少时，驱动部分68b将在轴销部分68c内朝后向着主位置旋转，直至界面摩擦力大体上等于或稍微大于克服轴销部分68c的旋转阻力所需的摩擦力。
[0051]当驱动部分68b朝着主位置向回旋转时，AD将减少，由此使曲柄销中心轴线PA围绕转子中心轴线RA的轨道旋转的半径增加。因此，当曲柄销中心轴线PA的轨道旋转的半径增加时，曲柄销66的轨道旋转将在X +和X _的方向上使驱动杆16产生越来越多的侧向摆动移动，如图3B所示。这接着将增加相应的棘爪18或29的冲程，每次棘爪冲程接着将增加驱动齿轮26的旋转，由此提供较快速度的旋转和减少量的扭矩至驱动轴28。
[0052]因此，当电机72的运转提供始终如一的量的功率至工具转子70时，在任何给定的时间，提供至驱动轴28的转速和扭矩量是AD的一个函数，这接着是驱动部分68b在轴销部分68c内的旋转量的函数,这接着也是轴销部分68c的转动的阻力的函数,这接着是驱动轴28可操作地连接的负载的函数，即驱动轴28可操作地连接的物体的旋转的阻力。
[0053]例如，如果用户希望旋松一个拧紧的螺母，将希望工具10初始地提供大扭矩至驱动轴28，即使需要牺牲掉一些转速。相反地，当螺母被旋松时，扭矩的必要性变小且转速能够优先于扭矩。因此，一旦驱动轴28可操作地连接到这样一个将被旋松的螺母并且电机72被操作以旋转驱动部分68b，螺母的初始旋转阻力，即初始负载，将会导致驱动部分68b在轴销部分68c内旋转远离主位置，从而增加ΛD，这如上所述将更大的扭矩提供至驱动轴28。具体而言，驱动部分68b将继续在轴销部分68c内旋转，直到AD的增加导致要提供给螺母足够的扭矩以开始缓慢地转动螺母。然后，一旦螺母开始转动，基于负载的轴销部分68c的旋转的阻力将减小，允许驱动部分68b在轴销部分68c内朝向主位置向后旋转，从而减小ΛD，这将减少提供至驱动轴28的扭矩，并增加驱动轴28的转速。
[0054]因此，提供至驱动轴28的转速和扭矩量将以在驱动轴28上的负载的函数，即驱动轴28可操作地连接至的物体的旋转阻力的函数，自动地增加和减少。也就是说，当被可操作地连接至驱动轴28上的物体的旋转的阻力，即负载，变化时，轴销部分68c的旋转的阻力的值将相应变化，这将相应地导致驱动部分68b在轴销部分68c内旋转远离或靠近主位置。驱动部分68b在轴销部分68c内的这种旋转将相应地改变AD的值，这将相应地改变曲柄销66的轨道旋转的半径，这将导致提供到驱动轴28的转速和扭矩量相应地增加或减少。
[0055]现在参照图5、6A、6B、7A和7B，在各种其他实施例中，轴销部分68c被可旋转地设置在插孔76内，插孔76被偏心地设置在驱动部分68b的头部78内，即插孔76在头部78内相对于驱动部分的旋转轴CA是偏移的。特别的是，轴销部分68c被设置在插孔76内，使得轴销部分68c可以在插孔76内自由转动。与之前的实施例一样，驱动部分68b固定地连接到转子70且轴销部分68c的曲柄销66从其底座69偏心地延伸。因此，通过转子70的旋转，驱动部分68b的旋转将导致轴销部分68c围绕驱动部分的旋转轴CA进行轨道旋转。重要的是，如下面进一步描述的，轴销部分68c将基于在驱动轴28 (图1所示)上的负载在插孔76内旋转。轴销部分68c在插孔76内的旋转将接着引起偏心的曲柄销66的中心轴线PA相对于驱动部分的旋转轴CA径向向内或向外移动，从而改变偏移D的长度，即增加或减少AD，并影响提供到驱动轴28的转速和扭矩量。因此，提供到驱动轴28的转速和扭矩量将以驱动轴28上的负载的函数自动地增加和减少。
[0056]现在参照图6A和6B，如上所述，轴销部分68c被设置在驱动部分68b的插孔76内，使得轴销部分68c可以在插孔76内自由转动。被本领域技术人员容易理解的是驱动部分68b的旋转将产生应用到轴销部分68c的离心力，更具体地说，是产生应用到曲柄销66的离心力。因此，当驱动部分68b旋转时，离心力将施加于曲柄销66，使得曲柄销66，还有曲柄销的中心轴线PA将被推向它的径向上最外面的位置，如图6A和6B所示。
[0057]当工具10运转且在驱动轴28上没有负载时，在驱动轴28没有可操作地与被转动的物体接合的情况下，除了由工具10的部件的配合操作产生的摩擦力，轴销部分68c上没有任何负载，在本文中称为空载摩擦力。此外，驱动部分68b上将不存在负载，即驱动部分68b的旋转的阻力，使得驱动部分68b将以由转子70的转速决定的空载速度进行旋转。在这种情况下，施加到曲柄销66的离心力将大体大于施加到曲柄销66的空载摩擦力。因此，离心力将导致轴销部分68c在插孔76内旋转，使得曲柄销66，以及因此曲柄销的中心轴线PA被驱使到其最径向向外的位置，在该位置，偏移D将具有最大长度DnJD空载)，如图6B所示。当偏移D等于Dm时，曲柄销66径向最向外的位置将在本文中称为曲柄销66的主位置。
[0058]如上所述，在驱动轴28上提供的转速和扭矩将是位于曲柄销66中心轴线PA和驱动部分旋转轴CA之间的偏移D的函数(回顾起驱动部分的轴旋转CA与转子70的中心轴线RA是在同一直线上的)。具体来说，偏移D越长或越大，驱动轴28的转速将越高且由驱动轴28提供的扭矩将越小。相反，偏移D越短或越小，驱动轴28的转速将越低且由驱动轴28提供的扭矩将越大。因此，本领域的技术人员将容易理解的是，当偏移D等于D1^曲柄销中心轴线PA围绕转子中心轴线RA的轨道旋转的半径将等于Da。因此，曲柄销66的轨道旋转将在X +和X _的方向(如图6A至图7B所示)上产生驱动杆16最大长度的侧向摆动移动或运动。这将接着产生相应的棘爪18或20的最大冲程，这接着将通过每次棘爪冲程而最大限度地旋转驱动齿轮26，由此通过工具10提供最高速度的旋转和最低量的扭矩至驱动轴28。
[0059]现在参照图7A和7B，当工具10带着施加在驱动轴28上的负载运转时，在驱动轴28可操作地与接合将被转动的物体的情况下，比如可操作地连接至将被拧紧或旋松的螺母或螺栓时，负载将造成驱动轴28的旋转阻力，这接着将导致轴销部分68c的轨道旋转的阻力。在这种情况下，轴销部分68c初始地在插孔76内定向，使得曲柄销66被定位在D基本上等于Da的主位置。然而，由转子70提供至驱动部分68b的扭矩将旋转力施加到驱动部分68b，这接着将轨道旋转力施加到轴销部分68c上以抵抗由负载产生在轴销部分68c上的轨道旋转力。由于这些相反的轨道旋转力，轴销部分68c将开始在插孔76内转动，使得偏心的曲柄销66和曲柄销的中心轴线PA将沿径向向内朝着驱动部分的旋转轴CA移动。
[0060]如上所述，在这种情况下，曲柄销66将初始地在主位置取向，使得D大体上等于Dnlo因此，当轴销部分68c在插孔76内旋转且曲柄销的中心轴线PA径向向内朝向驱动部分的旋转轴CA移动时，偏移D的长度将不断缩短。也就是说，偏移D的长度将以曲柄销66的轨道旋转量远离主位置的函数而被减少，这是施加到驱动轴28上的负载的函数。与上述的实施例相似的是，当负载被施加到驱动轴28时，被缩短的偏移D将被图示出并在本文中称为I\(D负载)，并且，偏移D在长度上的变化将以负载的函数被图示出(见图7B)并在本文中称为八0(增量0)。
[0061]如上所述，曲柄销66远离初始位置的轨道旋转量是负载的函数。更具体来说，如本领域技术人员所容易理解的是，当偏移D减小，即当AD增大时，由轴销部分68c的轨道旋转产生的转矩将相应地增加。因此，当驱动部分68b旋转使得轴销部分68c在插孔76内旋转且曲柄销66进行轨道旋转时，Λ D增加导致的更大扭矩将被提供到驱动轴28。由此，基于负载的轴销部分68c的轨道旋转的阻力越大，曲柄销66需要距离主位置旋转越远。此夕卜，曲柄销66将继续轨道旋转，从而增加AD并导致更大的扭矩被提供给驱动轴28，直到被提供的扭矩克服了由负载产生的驱动轴28的旋转的阻力，即驱动轴28可操作地连接至的物体的旋转的阻力。届时驱动轴28和驱动轴28连接至的物体将开始转动。此外，如下所述，当在驱动轴28上的负载减小时，AD也将以基于负载的轴销部分68c的旋转的阻力的函数而减小。
[0062]如上所述，在驱动轴28上提供的转速和的扭矩将是偏移D的函数。因此，当偏移D变化时，即当AD增大和减小时，在驱动轴28上提供的转速和转矩将以AD的函数增加和减小。具体地说，AD的值越大，驱动轴28旋转的速度越慢，且由驱动轴28提供的扭矩越大。反之，AD的值越小，驱动轴28旋转的速度越快，且由驱动轴28提供的扭矩越小。
[0063]更具体地说，当驱动轴28被可操作地连接至一个将被转动的物体且工具电机72被操作以使转子70旋转时，基于在驱动轴28上的负载，即物体转动的阻力被转移到轴销部分68c，轴销部分68c将开始在插孔内76旋转远离主位置。当曲柄销66旋转远离主位置时Λ D增长，从而减小曲柄销的中心轴线PA围绕转子的中心轴线RA的轨道旋转的半径。因此，当曲柄销中心轴线PA的轨道旋转半径减小时，曲柄销66的轨道旋转将在X +和X _的方向上产生越来越少的驱动杆16的侧向摆动移动，如图7Β所示。这接着将减少相应的棘爪18或29的冲程，接着每次棘爪冲程将减少驱动齿轮26的旋转，从而提供较慢速度的旋转和增长的量的扭矩至驱动轴28。
[0064]此外，当在驱动轴28上的负载减少时，即当可操作地连接至驱动轴28的物体开始带有较小的阻力旋转时，轴销部分68c的旋转阻力将以负载减少量的函数而减少。因此，轴销部分68c将在驱动部分的插孔76内旋转，使曲柄销66朝着主位置向后旋转导致AD减小，从而增加曲柄销的中心轴线PA围绕转子的中心轴线RA的轨道旋转的半径。因此，当曲柄销中心轴线PA的轨道旋转半径增长时，曲柄销66的轨道旋转将在X +和X _的方向上产生越来越多的驱动杆16的侧向摆动移动，如图6B所示。这接着将增加相应的棘爪18或29的冲程，每次棘爪冲程将接着增加驱动齿轮26的旋转，从而提供较快的转速和减少的量的扭矩至驱动轴28。曲柄销66将继续朝着主位置旋转，直至提供至驱动轴28的扭矩大体上等于或稍微大于克服被转动的物体的旋转的阻力所需的扭矩。当负载继续减少时，即当被可操作地连接至驱动轴28的物体的转动阻力继续减少时，曲柄销66将朝向主位置进一步向后旋转，从而减少提供至驱动轴28的扭矩并增加转速。
[0065]因此，当电机72的运转提供始终如一的量的功率至工具转子70时，在任何给定的时间，提供至驱动轴28的转速和扭矩量是AD的一个函数，这接着是驱动部分68b在轴销部分68c内的旋转量的函数,这接着也是轴销部分68c的转动的阻力的函数,这接着还是驱动轴28可操作地连接至的负载的函数，即驱动轴28可操作地连接至的物体的旋转的阻力。
[0066]例如，如上所述，如果用户希望旋松一个拧紧的螺母，则需要使得工具10初始地提供大扭矩至驱动轴28，即使需要牺牲掉一些转速。相反地，当螺母被旋松时，扭矩的必要性变小且转速能够优先于扭矩。因此，一旦驱动轴28可操作地连接到这样的被旋松的螺母并且电机72被操作以旋转驱动部分68b，螺母的旋转的初始阻力，即初始负载，将会导致轴销部分68c在插孔76内旋转，从而使曲柄销66旋转远离主位置并且增加AD，如上所述，从而提供更大的扭矩至驱动轴28。具体而言，轴销部分68c将继续在插孔76内旋转，直到AD的增长导致要提供给螺母足够的扭矩以开始缓慢地转动螺母。然后，一旦螺母开始转动，基于负载的轴销部分68c的旋转的阻力将减小，允许轴销部分68c在插孔内旋转，从而使曲柄销66朝向主位置向后旋转，由此减小Λ D，这将减少提供至驱动轴28的扭矩，并增加驱动轴28的转速。
[0067]因此，提供至驱动轴28的转速和扭矩量将以驱动轴28上的负载的函数，即驱动轴28可操作地连接至的物体的旋转的阻力的函数，自动地增加和减少。也就是说，当被可操作地连接至驱动轴28的物体的旋转的阻力，即负载变化时，轴销部分68c的轨道旋转的阻力的量将相应变化，这将相应地导致曲柄销66进行轨道旋转远离或靠近主位置。曲柄销66的这种轨道旋转将相应地改变AD的值，这将相应地改变曲柄销66的轨道旋转的半径，这将导致提供到驱动轴28的转速和扭矩量相应的增加或减少。
[0068]本文的说明在本质上是示例性的，因此没有背离所描述的主旨的变化是意图在本实用新型的范围之内的。这样的变化不应被视为对本教导的精神和范围的背离。
【权利要求】
1.一种用于动力旋转手工工具的两件式行星架，其特征在于，行星架可操作地连接至工具的驱动轴，所述行星架包括: 驱动部分，其具有旋转轴线并被固定安装到所述工具的电机转子；以及轴销部分，其包括底座和从底座偏心地延伸的曲柄销，曲柄销具有中心轴线，且所述曲柄销可操作地连接至驱动轴并基于所述曲柄销围绕驱动部分旋转轴线进行的轨道旋转向驱动轴提供旋转和扭矩，所述轴销部分可转动地与驱动部分接合。
2.如权利要求1所述的行星架，其特征在于，轴销部分被可旋转地设置在插孔内，该插孔被偏心地设置在驱动部分的头部内。
3.如权利要求2所述的行星架，其特征在于，轴销部分被可旋转地设置在插孔内。
4.如权利要求1所述的行星架，其特征在于，驱动部分被可旋转地设置在轴销部分底座的中空内部。
5.如权利要求4所述的行星架，其特征在于，驱动部分包括被构造为将相对于驱动部分的旋转轴线进行偏心旋转的具有凸轮形的外表面的侧壁。
6.如权利要求5所述的行星架，其特征在于，驱动部分被构造为且能够操作以在轴销部分内旋转。
7.一种动力旋转手工工具，其特征在于，所述工具包括: 驱动轴，可操作地连接至负载；以及 两件式行星架，其可操作地连接至所述工具的驱动轴，所述行星架包括: 驱动部分，具有旋转轴线并被固定安装到工具电机转子；以及轴销部分，包括底座和从底座偏心地延伸的曲柄销，所述曲柄销具有中心轴线且所述曲柄销可操作地连接至驱动轴以基于围绕驱动部分旋转轴线进行的轨道旋转向驱动轴提供旋转和扭矩，轴销部分可转动地与驱动部分接合。
8.如权利要求7所述的动力旋转手工工具，其特征在于，轴销部分被可旋转地设置在插孔内，该插孔被偏心地设置在驱动部分的头部内。
9.如权利要求8所述的动力旋转手工工具，其特征在于，轴销部分被可旋转地设置在插孔内。
10.如权利要求7所述的动力旋转手工工具，其特征在于，驱动部分被可旋转地设置在轴销部分底座的中空内部。
11.如权利要求10所述的动力旋转手工工具，其特征在于，驱动部分包括侧壁，其被构造成具有将相对于驱动部分的旋转轴进行离心旋转的凸轮形的外表面。
12.如权利要求11所述的动力旋转手工工具，其特征在于，驱动部分被构造为且能够操作为在轴销部分内旋转。
13.—个双向的手持式动力棘轮驱动工具,其特征在于,所述工具包括: 驱动轴，固定连接至驱动齿轮； 一对相对的棘爪，其枢转地连接驱动杆，每个棘爪可操作地与驱动齿轮接合，以响应驱动杆的摆动侧向运动而旋转驱动轴；以及 两件式的行星架，该两件式的行星架包括: 驱动部分，具有旋转轴的并被固定安装在工具的电机转子上；以及 轴销部分，包括底座和从底座偏心地延伸的曲柄销，所述曲柄销具有中心轴线且该曲柄销可旋转地与驱动杆连接而提供驱动杆的摆动侧向运动，所述轴销部分可旋转地与驱动部分接合。
14.如权利要求13所述的动力棘轮驱动工具，其特征在于，轴销部分被可旋转地设置在插孔内，该插孔被偏心地设置在驱动部分的头部内。
15.如权利要求14所述的动力棘轮驱动工具，其特征在于，轴销部分被可旋转地设置在插孔内。
16.如权利要求13所述的动力棘轮驱动工具，其特征在于，驱动部分被可旋转地设置在轴销部分底座的中空内部。
17.如权利要求16所述的动力棘轮驱动工具，其特征在于，驱动部分被构造为且能够操作为在轴销部分内旋转。
【文档编号】B25F5/00GK204221748SQ201320897466
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2012年12月3日
【发明者】M·麦克梅尼米 申请人:斯坦利布莱克和戴克公司