电动切割系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动机器系统，特别涉及电动切割系统，其至少包括电力切割机，该电力切割机包括具有保护盖的可转动圆锯片、具有开关/速度控制器的后手柄和前手柄、用于转动锯片的驱动单元，驱动单元本身包括:锯片可附接的锯片驱动轴、用于驱动锯片驱动轴的传动装置、用于驱动传动装置的输入轴的电动机，和用于保持/携带锯片传动轴的支撑结构。
【背景技术】
[0002]电力切割机通常具有前和后手柄，其中每个都牢固地附接在包括电动机的驱动单元。这导致了转动刀具产生大量振动且可能电动机会影响(reach)手柄和操作者。在许多国家，法规规定日常工作时间根据所测量的手柄上的振动水平而减少。已知的是附接具有稍微柔性橡胶衬套的一个或两个手柄。这的确会将振动水平减少到一定程度，但有效性也是有限的。
[0003]电动工具(其中许多是手持式)必须满足很多要求。它们必须强有力的且耐用，但是仍然容易操作。这些工具中很少的工具配有高频无刷异步或同步电动机，其表现出不同于普通AC电动机工具的转速-转矩特性。轻负载的异步或同步电动机的转速与也能够受控的频率成比例，从而在不管负载条件如何的情况下保持其速度相对恒定。
[0004]这些电动机也被称为无刷DC(BLDC)电动机，并且通常很可靠。通常情况下，它们需要电源装置或功率转换器，将供电网(mains)频率转换为电动机频率，电动机频率往往高于供电网频率。功率转换器也被称为频率转换器。
[0005]电源装置将适当的电压和频率提供给工具(tool)，其中电动机的转速由所提供电力的频率来确定。这种功率转换器通常将例如3X400V AC，50Hz的供电网输入转换为3X300V AC的三相电源，其中频率可调节。
[0006]电源装置或功率转换器通常被分为两部分-输入整流器和输出逆变器。相反，如果BLDC电动机不是根据DC (例如电池)源来运行，则将不需要输入整流器。
[0007]输入整流器将传入的AC输入电压转换为DC输出电压，通常被称为DC母线电压。
[0008]输出逆变器将DC母线电压转换为到BLDC电动机的三相电压。
[0009]对于具有BLDC电动机的工具理想的是，能够在例如日本市场的3X180VAC，50/60HZ的AC供电网电压和欧洲市场的额定3X400VAC，50Hz的宽范围内操作。为了实现这一点，一般采用根据上述的电源装置以提供相同的DC输出电压，而不考虑交流输入。为此的共同解决方案是在输入整流器和输出逆变器之间插入转换器组件或升压器。电源装置然后将包括以下部件:输入整流器、转换器组件或升压器和输出逆变器。这样的实例在例如WO 2006009847 中作了描述。
[0010]转换器组件或升压器将传入的DC电压转换(提升)为输出DC母线电压，使得输出DC母线电压通常高于DC输入电压或与其相同。通常输出DC母线电压是恒定的DC电压，而不管输入AC电压如何。
[0011]然而，仍然需要增强的电源装置或功率转换器，其可利用比现有技术中公开的那些组件更小且更便宜的组件来提供足够的输出功率。
【发明内容】
[0012]本发明的目的是提供一种电源装置，其可提供足够的输出功率，其中组件比现有技术中公开的那些更小且更便宜。
[0013]由根据权利要求19所述的电源装置获得该目的。
[0014]本发明的一个目的是提供一种改进的电力切割机系统，其在使用过程中可减少来自切割机组件的手柄单元中的振动。本发明的另一个目的是提供一种电力切割机系统，其在锯材料(其有产生粉尘的趋势)时可防止粉尘飞散。本发明的另一个目的是提供一种电力切割机系统，其具有用于冷却电动机的有效冷却系统。
[0015]根据本发明，提供了如权利要求1所定义的电动锯/切割机。据此实现电力切割机，其中不可避免地在锯切操作过程中会在锯片中产生的振动基本上会在手柄单元中减小，这对于切割机的操作者具有显著优势。对于例如频繁操作切割机的用户且在更长时期内，这不仅会减少振动有关的健康问题，这也将导致操作者可更长时期舒适地使用机器，而没有任何受到不需要的振动水平的风险。
[0016]切割组件的其它方面，通过所附的专利权利要求书和所述装置的优选实施例的以下描述，盖装置、密封体，和工作机器将显而易见。应理解，术语:如向上和向下、上表面和下表面等分别指切割组件与放置在水平支架上的盖装置。此外，术语:前和后端分别指的是:前端，其在其中一个通常将与机器工作的方向上；和后端，其被定位在终端构件相同的端部。术语被选择以便于理解说明书且决不排除吸声天花板、垂直壁等
【附图说明】
[0017]在本发明的以下详细描述中，将参考附图，其中:
[0018]图1示出根据本发明的一个实施例的电切割机系统的示意概述。
[0019]图2是示出根据一个实施例的电力切割机的透视图。
[0020]图3是示出图2的电力切割机的另一个透视图。
[0021]图4是示出与图3相比的相反侧的电力切割机的透视图。
[0022]图5是没有锯片情况下的所示的电力切割机的透视图。
[0023]图6A至图6B示出根据本发明的一个实施例的冷却流体系统。
[0024]图7A至图7D示出通过冷却流体系统的冷却流体的分布的实例。
[0025]图8A至图SC示出根据本发明的一个实施例的用于冷却流体的控制单元。
[0026]图9A至图9B示出图8A至图8C中所见的控制单元的详细视图。
[0027]图10不出根据一个优选实施例的电动机的横截面。
[0028]图1lA至图1lC示出各种电切割机机器。
[0029]图12示出电源插口、包括输入整流器、转换器组件、输出逆变器和电动工具的的电源装置的示意图。
[0030]图13示出包括在图12的电源装置中的输入整流器的简化示意图。
[0031]图14示出包括在图12的电源装置中的转换器组件的类型的简化示意图。
[0032]图15示出包括在图12的电源装置中的转换器组件的替代类型的简化示意图。
[0033]图16示出用于图12所示的电源装置和电动工具的替代配置的示意图。
[0034]图17示出三相系统中的电源端口和电压的示意图。
[0035]图18示出用于图12所示的电源装置和电动工具的替代配置的示意图。
[0036]图19示出能够增强可用功率的的控制和通信的方法的流程图。
[0037]图20示出具有用以在电动机的操作过程中提供内流动的轴向间隔开的排空通道的图10的电动机的横截面。
[0038]图21示出根据一个实施例的电动机壳体的内管状部件的实施例。
[0039]图22示出在转子的永磁体内具有轴向轴承的电动机的实施例。
【具体实施方式】
[0040]图1示出电力切割机I形式的电动工具、电源装置100、和水箱形式的流体源200。电源装置100通过电缆17将电力供应到电力切割机I。其还可经由电缆17发送数据和从电动刀具I接收反馈数据。电源装置100经由剩余电流装置50连接到电网或发电机。参照图12至图19更详细地描述电源装置100。冷却液(优选冷却水)从流体源200通过软管18供给到电力切割机I。冷却液(优选冷却水)通过软管18从流体源200供给到电力切割机I。
[0041]流体源200优选是具有低压泵的水箱，即具有低于3巴的进给压力，优选低于2巴，通过软管18将冷却水进给到电力切割机I的电动机11 (参见例如图2至图5)。
[0042]返回管道C可连接于电力切割机的电动机11 (参见例如图2至图5)，用于将冷却水返回到流体源200以便再循环冷却水。
[0043]现在参考图2至图5，根据本发明的电力切割机I通常由I指代(当关于图12至图19提及时电动工具由106指代)，并从各个透视图被示出。其主要部件包括切割机组件300、驱动单兀8和手柄单兀4。
[0044]根据一个实施例，切割机组件300包括可转动的圆锯结构，诸如锯片2，和优选的保护盖3。
[0045]驱动单元8被布置为转动锯片2，并包括锯片2可附接的锯结构驱动装置9 (例如，锯片驱动轴9)、用于驱动锯片驱动轴9的传动装置10、和用于驱动传动装置10的输入轴12的电动机11形式的传动装置驱动源(当关于图12至图19提及时电机由136指代)。驱动单元8还包括用于保持/承载锯片驱动轴9、传动装置10和电动机11的支撑结构13。
[0046]传动装置10可例如是齿轮系传动装置、链传动装置或皮带传动装置。然而，优选的传动装置是皮带传动装置。如果锯片卡住，皮带传动装置提供了一些滑动(slip)，即过载防止并且其与其它传动装置方案相比更加安静。(输入轴12)/(驱动轴9)齿轮比优选在1:1至3:1范围内，通常是约2:1。
[0047]手柄单元4包括用于提锯的前手柄7和用于操作锯的后手柄5。在一个实施例中，手柄单元4包括腔室，其以以下方式容纳驱动单元8的支撑结构13:电动机11基本由手柄单元4封闭。这可在例如图2至图3中看到，其中电动机11基本由支撑结构13覆盖并且因此隐藏在其后面。
[0048]后手柄5设有用于驱动单元8的速度控制触发器6和触发器锁15。触发器锁15须被按下以允许速度控制触发器6移动，因此防止电动机11的意外启用。在一个优选的实施例中，触发器锁15还用作冷却水供给控制，其中在触发器锁15中，除了启用速度控制触发器6之外，也在被操作者按下的时候启用流体控制单元20，这意味着操作者将在后手柄5周围以相同的把握(grip)来启用所述速度控制触发器6和流体控制单元20两者(参见图6B)。因此在电动机11运行时仅启动冷却水。在图6B中进一步解释流体控制单元20。
[0049]电力切割机I连接到流体供应装置，其用于冷却电动机11和/或将流体供应到切割机组件300。在一个优选实施例中，流体是水。将水供应到切割机组件300提供对锯片2的冷却，并且也有助于防止在加工操作过程中产生的粉尘飞散:在使用电力切割机的过程中，被连续喷洒到锯片2的水粘合粉尘并因此防止它被扩散到周围空气中。
[0050]冷却水经由连接到流体源200 (例如供水网络或水箱)(参见图1)的软管18进给到电力切割机I。
[0051]冷却流体系统通常由500指代，并且现在将主要参考图6至图8进一步描述，图6至图8示出根据本发明的一个实施例的冷却水系统500的概述。
[0052]图6A是冷却流体系统500的概述，所述系统布置为耦接到根据本发明的电力切割机I并将冷却流体(例如水)供应到电动机11以用于冷却和供应至切割组件300以用于冷却/防止灰尘飞散。冷却流体系统500包括供应软管18，其将冷却流体(在下文中，也称为冷却水和/或冷却液体)供应到电动机入口 14以用于将液体冷却。水冷却系统500还包括流体控制单元20、输送管道A、工具管道B和返回管道C.
[0053]如已经提到的，通过将供应软管18耦接到流体源200 (例如水箱或供水网)将水供应到电力切割机I。水经由所述电动机入口 14通过软管18进入电动机11以用于冷却。在已经穿过电动机11之后，冷却水通过电动机出口 16出来并经由输送管A输送到调节水的进一步分配的流体控制单元20。通过操纵流体控制单元20的方式，水可被引导至工具管道B中，以用于通过至少一个锯片喷嘴21出来；或进入返回管道C以用于使水返回到例如所述流体源200或者丢弃。然而，在输送到工具管道B或返回管道C之前，穿过系统500的流体总量将总是首先穿过电动机11。在一个实施例中，也能够完全封闭/关闭流体控制单元20，使得没有水穿过，不会到达工具管道B也不到到达返回管道C，如将在后面更详细描述的。
[0054]图6B示出被布置为通过电动机11启用供应冷却液体的所述触发器锁15的功能。触发器锁15位于杠杆臂30的远端，其近端19可枢转固定到手柄单元4的前端并从后手柄5突出，如在图2中所见，并相对速度控制触发器6而定位，使得操作者用一只手即可推动触发器锁15并操作速度控制触发器6。杠杆臂30被弹簧偏压，使得当释放时它可返回到锁定速度控制触发器6的位置并禁用流体控制单元20。当朝向后手柄5按压触发器锁15时，杠杆30以枢转运动向下移动。杠杆臂30的向下运动导致其将以以下方式接合流体控制单元20的入口阀23的封闭构件22:向下推动封闭构件22打开入口阀23 ;并允许水从输送管道A流动流体控制单元20中。显然，当水通过流体控制单元20时；水流过电动机11。
[0055]在图7A至图7D的示意图示中描述经由流体控制单元20的冷却液体的分配路线，其示出从输送管道A引导引入水的不同方式。图7A至图7B示出布置根据本发明的控制单元20的一个实例且图7C至图7D示出另一实例。
[0056]图7A至图7D中的每个都显示输送管道A、工具管道B和返回管道C，以及布置在流体控制单元20中的阀门23、24、25，通过所述阀门的可操纵水分配。所述阀包括第一阀
23(也被称为入口阀23)、第二阀24 (也被称为工具管道阀24)和第三阀25 (也称为返回管道阀25)。
[0057]图7A至图7B示出设置流体控制单元20的阀门23、24、25的一个实例。根据本实施例，供应到切割片2的流体独立于返回到返回管道C的流体，即到切割片的流量的调节不受返回阀25的打开/关闭的影响。图7A示