多速钻机和带有低速齿轮单个离合器的变速器的制作方法

专利名称：多速钻机和带有低速齿轮单个离合器的变速器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多速钻机，尤其涉及一种带有平行轴变速器和过载 离合器的多速钻机。
背景技术：
这部分的陈述仅仅提供与本实用新型相关的背景信息，并且不构成现有 技术。
多速钻机可以包括用于在输入部件和输出主轴之间传递扭矩的变速器。 变速器可以是包括低速齿轮和高速齿轮的平行轴变速器。这些变速器可以选 择地通过低速齿轮或高速齿轮将输入部件耦合于输出件。 一些多速钻机可以 包括用于限制在驱动输入部件和输出主轴间传递的扭矩值的离合器。

实用新型内容
该实用新型寻求解决至少一个或多个以下问题，首先，该实用新型提供
了一种多速钻机中的离合器，而不会增加该工具的整体尺寸；其次，该实用 新型提供了一种多速钻机中的离合器，其仅在低速模式下运行，并且在高速 模式下被越过；最后，该实用新型能产生足够的扭矩以进行钻孔，同时如果
发生停车仍会限制输出扭矩。
该实用新型会产生以下的有益技术效果首先，该实用新型将离合器结 合到多速钻机的低速齿轮中，其避免了增加该工具的整体尺寸；其次，该实 用新型的离合器仅在低速模式下运行并且在高速模式下被越过；最后，所述 钻机会产生足够力矩以进行预期的钻孔，同时仍会将输出扭矩限制到当发生 停车时将不会损坏钻机的水平。
用于多速钻机、在至少一个小齿轮和输出主轴间传递扭矩的平行轴变速 器，包括安装在输出主轴上的高速齿轮。低速齿轮也安装在输出主轴上。离 合器部件可操作地耦合于低速齿轮以在至少一个小齿轮和输出主轴间传递扭矩，使输出主轴达到预定的扭矩等级。当离合器部件和低速齿轮间的扭矩 超过预定扭矩等级时，离合器部件与低速齿轮分离。操作转换组件以在多个 模式间可选择地切换。多个模式包括通过低速齿轮和离合器部件在至少一 个小齿轮和输出主轴间传递扭矩的低速模式，和通过高速齿轮以绕过离合器 部件在至少 一个小齿轮和输出主轴间传递扭矩的高速模式。
多速钻机包括至少一个小齿轮和输出主轴。高速齿轮安装在输出主轴上 并且可被操作以在至少一个小齿轮和输出主轴间可选^^地传递扭矩。低速齿 轮安装在输出主轴上并且可被操作以在至少 一个小齿轮和输出主轴间可选 择地传递扭矩。离合器部件可操作地耦合于低速齿轮以在至少一个小齿轮和 输出主轴间传递扭矩，并使输出主轴提高到预定的扭矩等级。当离合器部件 和低速齿轮间的扭矩超过预定扭矩等级时，离合器部件与低速齿轮分离。转
换组件可操作地在多个模式间可选择地切换。多个模式包括通过低速齿轮
和离合器部件在至少一个小齿轮和输出主轴间传递扭矩的低速模式，和通过 高速齿轮以绕过离合器部件在至少 一个小齿轮和输出主轴间传递扭矩的高 速模式。
多速钻机包括电机、输出主轴和安装在由电机驱动转动的附属轴上的第 一输入小齿轮。第二输入小齿轮安装在该附属轴上。高速齿轮安装在输出主 轴上，与第二输入小齿轮始终保持啮合，并且可操作以在至少一个小齿轮和 输出主轴间可选择地传递扭矩。低速齿轮安装在输出主轴上并且与第 一输入 小齿轮始终保持啮合。低速齿轮包含至少一个齿轮凸轮面。离合器部件固定 到输出主轴上。离合器部件包含配置为与该至少一个齿轮凸轮面协同操作的 至少一个离合器凸轮面。偏压部件使低速齿轮沿着输出主轴轴向地朝离合器 部件偏置，这样至少一个齿轮凸轮面和至少一个离合器凸轮面彼此协同操作 以在第一输入小齿轮和输出主轴间传递扭矩。至少一个齿轮凸轮面和至少一 个离合器凸轮面彼此紧靠，当离合器部件和低速齿轮间的扭矩超出预定扭矩 等级时，以克服偏压部件的偏压力从而使低速齿轮移动远离离合器部件。提
供了用于在多个模式间可选择地切换的转换组件。多个模式包括通过低速 齿轮和离合器部件在第一输入小齿轮和输出主轴间传递扭矩的低速模式，和 通过高速齿轮以绕过离合器部件在第二输入小齿轮和输出主轴间传递扭矩 的高速模式。
从这里的详细描述将会清楚地了解本实用新型的进一步的应用范围。应当认识到，这些描述和具体的实施例仅仅是为了解释的目的，而不是要限制 本实用新型的范围。


本附图说明仅用于解释目的而不是以任何方式来限制本实用新型公开 的范围。
图1是依照本实用新型的教导构造的示例性的多速度锤-钻的透视图2是依照本实用新型的教导构造的、图1所示的包含模式圈的锤-钻
远端的局部透^L图3是图2中所示的包含电子速度转换销和机械速度转换销的模式圈的
后部透一见图4是图3所示的模式圈的后部透视图5是图3所示的模式圈的另一个后部透视图6是显示对应于电子低速的第一模式的模式圈后视图7是显示对应于机械低速的第二模式的模式圈后视图8是显示对应于机械高速的第三模式的模式圈后视图9是显示对应于机械高速和锤击模式的第四模式的模式圈后视图IO是图1所示的多速度锤-钻的变速器的分解透视图11是图1所示的模式圈和锤-钻变速器的前部透视图，示出了依照本
实用新型教导的拨叉；
图12是图1所示的模式圈和锤-钻变速器的透视图、示出了依照本实用
新型教导的减速小齿轮；
图13是沿图11中的线13-13剖开的锤-钻的局部截面图14是示出了带模式圈截面的锤-钻变速器的局部侧视图，且处在第一
模式(电子低速)；
图15是示出了带模式圈截面的锤-钻变速器的局部侧视图，且处在第二
模式(机械低速)；
图16是示出了带模式圈截面的锤-钻变速器的局部侧视图，且处在第三
模式(机械高速)；
图17是示出了带模式圈截面的锤-钻变速器的局部侧视图，且处在第四
模式(机械高速和锤击模式)；图18是依照本实用新型教导的电子速度转换开关的平面视图，且处在
未启动位置；
图19是图18电子速度转换开关的平面视图，且处在启动位置； 图20是锤-钻的变速器的部分分解图21是图20中低速输出机构的棘轮齿和变速器的离合器部件的局部剖 视图22是依照本实用新型教导的图20中的锤-钻变速器的透视图23是依照本实用新型教导的锤-钻的前部箱体的透视图24是各种锤击机构组件的局部透视图25是各种锤击机构和壳体组件的局部剖视图；以及
图26是各种转换锁定部件组件的局部剖视图。
具体实施方式
首先参考图1，图中示出了依照本实用新型的教导而构造的示例性的锤-钻且总体用附图标记 10来表示，锤-钻10包含具有把手13的壳体12,壳体 12通常包括后部壳体14,前部壳体16和把手壳体18,这些壳体部分14, 16和13可以是独立的组件或者以各种方式组合。例如，4巴手壳体18可以是 梳状的作为构成后部壳体14至少某些部分的单独整体组件的一部分。
一般来说，后部壳体14中容纳有电机20 (图18)，同时前部壳体16中 容纳有变速器22 (图11 ),模式圈26绕前部壳体16旋转设置，并且端盖28 靠近模式圈26布置。正如在这里要详细描述的一样，模式圈26绕着大体相 应于浮动旋转往复输出主轴40的轴线30在多个位置之间选择性地旋转。模 式圈26围绕输出主轴40设置，且可以同心地或者偏心地围绕输出主轴40 被设置。模式圈26的每个转动位置都对应操作模式。指示器32设置在前部 壳体16上用以与所选择的模式对准，该所选择的模式通过设置在模式圈26 上的标记34标识。用于启动电机20的触发器36设置在壳体12上例如在把 手13上。依照本实用新型公开内容的锤-钻10是电动系统，其带有可移动 地耦合到把手壳体18的基部38上的电池(未示出)。然而可以意识到，锤-钻IO可以由其它能源供给以动力，例如交流电源、气动基能源和/或燃烧基 能源。
输出主轴4 0可以是轴颈支撑在壳体12中的浮动的旋转往复运动的输出主轴。输出主轴40由电机20 (图20)通过变速器22 (图11)驱动。输出 主轴40向前延伸超出前部壳体16的前面。在输出主轴40上可以安装有钻 轧头(未示出)用于在其中夹持钻头(或者其它合适的装置)。
现在参考图2-9，将进一步详细描述模式圈26。模式圈26大体限定为 圓柱形主体42，所述圆柱形主体42具有外表面44和内表面46。外表面44 在其上面具有标记34。标记34对应于多个操作;溪式。例如在所示出的实施 例中(图2),标记34包含数字'T，， "2", "3"，以及钻和"锤击"图标。 在讨论锤-钻10的具体操作之前，有必要先简要描述一下这些典型模式的每 一种。大体由附图标记50代表的模式"1"对应于电动低速钻孔模式。大体 由附图标记52代表的模式"2"对应于机械低速模式。大体由附图标记54 代表的模式"3"对应于机械高速模式。大体由附图标记56代表的"锤-钻" 模式对应于锤-钻模式。正如可以意识到的，这些模式是示例一性的，也可 以附加或者选择其它操作模式。模式圈26的外表面44可限定有肋60以便 于握紧的动作。
模式圈26的内表面46周围限定多个凹处，在示出的实施例中，有四个 凹处62, 64, 66和6S,分別(图4 )被设置在模式圈26的内表面46周围。 定位弹簧70 (图6-9)在每种^t式中分別部分地嵌入多个凹处62， 64， 66 和68中的一个。结果，模式圈26可以分别确定地定位在每一个模式，并将 已经被正确地选择的所需要的模式反馈给使用者。凸轮面72沿着模式圈26 的内表面46大体周向延伸凸轮面72限定了机械转换销凹部74,机械转换销 斜面76,机械转换销高台78,电子转换销凹部80,电子转换销斜面82，电 子转换销高台84，和锤击凸轮驱动肋86。
现在具体参考图3和6 - 9,模式圈26连接机械速度转换销90和电子速 度转换销92。更特别地，在使用者绕着轴线30 (图1 )旋转模式圈26时， 机械速度转换销90的末端94 (图3 )和电子速度转换销92的末端96的每 一个都分别地骑跨过模式圈26的凸轮面72。图6显示了模式圈26的凸轮面 72位于模式'T'。在模式'T'，电子速度转换销92的末端96定位在电子转 换销高台84上。同时，机械速度转换销90的末端94定位在机械转换销高 台78上。
图7显示了模式圈26的凸轮面72位于模式"2",在模式"2",电子速 度转换销92的末端96定位在电子转换销凹部80中，同时，机械速度转换销90的末端94保持在机械转换销高台78上。图7显示了模式圈26的刻度 盘72位于模式"3"，在模式"3",电子速度转换销92的末端96定位在电 子转换销凹部80中，同时机械速度转换销90的末端94定位在机械转换销 凹部74中。在"锤-钻，，模式，电子速度转换销92的末端96定位在电子 转换销凹部80中，同时机械速度转换销90的末端94定位在机械转换销凹 部74中。应注意，电子速度转换销92的末端96和机械速度转换销90的末 端94在模式"3"和"锤-钻"模式之间时，各自保持在相同的表面上(也 就是没有高度的变化)。
正如可以理解，各自的斜面76和82便于其在各自的凹部74和80与高 台78和84之间过渡。从下面的讨论中将能更加充分地意识到，电子速度转 换销92的末端96在电子转换销凹部80和高台84之间的运动影响电子速度 转换销92的轴向移动。同样地，机械速度转换销90的末端94在机械转换 销凹部74和高台78之间的运动影响机械速度转换销90的轴向移动。
现在参考图10， 13-17，将进一步描述锤-钻10。锤-钻10包含一对协 同操作的锤击部件100和102。锤击部件100和102可大体上位于邻接和模 式圈26的圓周内。通过在这个位置上提供协同操作的锤击部件100和102, 能够提供特別紧凑的传动和锤击机构。正如下面所述，锤击部件100被固定 在壳体上，这样它不可旋转或不能转动。另一方面，锤击部件102固定在输 出主轴40上，例如被键配合或压配合在一起，因此锤击部件102和主轴40 一起旋转。换句话说，锤击部件102是可旋转的或旋转的。锤击部件100和 102具有协同操作的棘齿104和106,当该工具在锤-钻搡作模式时，常规 的锤击部件100和102用于传递预期的振动冲击到输出主轴40上。锤击部 件IOO, 102可由硬化钢制成。可选择地，锤击部件IOO, 102可由其它合适 的硬质材料制造。
如图14所示，提供弹簧108向前偏压在输出主轴40上，从而趋于在锤 击部件100和102的相对的面之间产生微小的缝隙。如图17所示，在冲击 模式操作中，使用者将钻头抵靠在工件上，施加偏压力到输出主轴40上， 该偏压力克服了弹簧108的偏压力。因此，使用者就使锤击部件IOO和102 协同操作的棘齿104和106分別地互相接触，从而在旋转锤击部件102接触 不旋转的锤击部件100时提供了锤击作用。
参考图24和"，轴向可移动的锤击部件100包含三个等间距的径向延伸的突起250。径向突起250可骑靠在相应的位于前部壳体16中的凹槽266 内。沿着每个径向突起"0的外边缘设置轴向凹槽252。轴向凹槽"2沿着 它的长度方向提供支撑表面。位于每个轴向凹槽252中的是支撑导向杆254， 该支撑导向杆在其外围提供了协同操作的支撑表面。因此，轴向凹槽252作 为具有与其相关联的支撑表面的支撑小孔，而且导向杆254作为具有与其相
关联的协同操作的支撑表面的支撑部件。
在每个锤击支撑杆254上设置有复位弹簧256。复位弹簧256是作用在 不旋转的锤击部件上的偏压部件，用以将不旋转的锤击部件向无锤击模式位 置偏压。每个锤击支撑杆的近端压配合入前部壳体16中的多个第一凹进260 的一个内。前部壳体16可以为齿轮箱的壳体。前部壳体16可全部或部分地 由铝制成。可选择地，前部壳体16可全部或部分地由塑料或者其它相对软 的材料制成。多个第一凹进260可以设置在前部壳体16的相对软的材料中。 每个锤击支撑杆254的远端可间隙配合进位于端盖28中的多个第二凹进262 的一个内。端盖28可全部或部分地由与前部壳体16相似的材料制成。从而， 多个端盖28的多个第二凹进262可设置在相对软的材料中。端盖28用多个 能被柠紧的紧固件264附接到前部壳体16上。
支撑杆254可由硬化钢制成。可选择地，支撑杆254也可由其它合适的 硬质材料制成，这样支撑杆就能够抵抗在锤击操作中，可能由轴向移动的锤 击部件100引起的不适当的磨损。锤击部件IOO， 102可由与支撑杆254相 同的材料制成。为了抵抗支撑杆254 (具有相对硬的材料)和凹进260， 262 (具有相对软的材料)之间的磨损，凹进260, 262可具有组合深度，这样它 们能够一起容纳支撑杆254总的轴向长度的至少大约25 % ;或者可选4奪地， 所述长度的至少大约30%。另外，压配合的凹进260可具有深度如此来容纳 支撑杆254总的轴向长度的至少大约18%;或者可选择地，所述长度的至少 大约25%。此外，每个凹进260, 262可具有支撑杆254的轴向长度的至少 大约12%的深度。
因此，允许锤击部件IOO进行有限的轴向运动， -但不允许同轴向主轴40 一起转动。支撑杆254在锤击操作中可提供必要的旋转阻力来支撑锤击部件 100。结果，典型较硬的锤击部件100的突起250就能避免冲击和破坏前部 壳体16的凹槽266的壁。这可允许使用铝，塑料或其它材料来构成前部壳 体16。在锤击部件100的与棘齿104相对的一侧上，凸轮112具有凸轮臂114, 并且一系列斜面116可转动地设置为轴向邻近可轴向移动的锤击部件100。 在模式圈26转动到"锤-钻"模式的过程中，锤击凸轮驱动肋86 (图4 )啮 合凸轮臂114并由此使凸轮臂114转动。在凸轮112转动时，限定在凸轮112 上的一系列斜面116骑靠于限定在轴向可移动的锤击部件100的外侧面上的 互补斜面118,用以推进可移动的锤击部件IOO进入可与转动的锤击部件102 相互啮合的位置。弹簣184耦合到凸轮臂144,这样在模式圈26向后转动离 开锤击模式的过程中，由螺栓266锚定的弹簧184使凸轮112向后转动。
继续参考图10-17，现在将更加详细地描述变速器22。变速器22通常 包含低速齿轮120、高速齿轮122和转换分组件124。转换分组件包含拨叉 128、转换环130和转换支架132。拨叉128限定环形齿136 (图12 ),该环 形齿136锁位在限定于转换环130上的径向沟槽138内。转换环130被锁定 以便与输出主轴40 —同转动。转换环130的轴向位置由拨叉128的相应运 动来控制。转换环130承载一个或多个销140。销140与输出主轴40径向间 隔开，并且从转换环130的两侧突出。 一个或多个相应的凹处或者定位凹槽 (未具体示出)分别形成于低速齿轮120和高速齿轮122的内部面上。当转 换环130沿着输出主轴40轴向地移动以与低速齿轮120或高速齿轮122并 置时，销14(M皮接纳在它们各自的定位凹槽中。
在机械速度转换销90轴向平移的过程中，拨叉128沿静态转换杆144 滑动地平移。第一挠性弹簧146环绕位于转换支架132和拨叉128之间的静 态转换杆144设置。第二挠性弹簧148环绕位于转换支架132和盖板150之 间的静态转换杆144设置。第一和第二挠性弹簧146和148促使拨叉128将 转换环130定位在分别抵靠低速齿轮120或高速齿轮122的所需位置。这样， 如果在转换期间各个销140没有对准各自的定位凹槽，低、高速齿轮120和 122的转动和各个挠性弹簧146和148对拨叉128的推动，将在工具操作和 齿轮120、 122转动过程中，把销140推动到下一个可用的定位凹槽中。总 之，转换分組件124可容许转换环130与输出齿轮120和122之间有初始的 错位。
电机20 (图18 )的输出部件152可转动地耦合到第一减速齿轮154 (图 12)以及第一和第二减速小齿轮156和158。第一和第二减速小齿轮156、 l58耦合到共同的主轴上。第一减速小齿轮156限定可啮合的齿160,用来与限定在低速齿轮120上的齿162相啮合。第二减速小齿轮158限定可啮合的齿166,用来与限定在高速齿轮122上的齿168相啮合。可以理解，低和高速齿轮120和122通过第一和第二减速小齿轮156和158始终与电机20的输出部件152—起转动。换句话说，低和高速齿轮120和122分别与第一和第二减速小齿轮156和158保持啮合状态，而与钻机10的操作模式无关。转换分组件124确定哪个输出齿轮(即，高速齿轮122或者低速齿轮120 )最终被耦合用以驱动输出主轴40转动，以及确定哪个输出齿轮绕输出主轴40自由地旋转。
现在具体参考图14-17，将描述在各个操作模式之间的转换。图14示出了处于模式'T'的锤-钻io。同样，模式"1"对应于电子低速设置。在模式"1"中，电子速度转换销92的末端96位于模式圈26的电子转换销高台84上(也参见图6)。结果，电子速度转换销92向图14所示的右侧平移。正如稍后将更详细地描述的，电子速度转换销92的平移使得电子速度转换销92的近端172沿限定在电子速度转换开关178上的斜面174可滑动地平移。同时，机械速度转换销90位于模式圈26的机械转换销高台78上(也参见图6)。结果，机械速度转换销90向图14所示的右侧平移。如图所示，机械速度转换销90朝右侧推动拨叉128,从而最终使低速齿轮12Q耦合于输出主轴40。值得注意的是，在模式'T'中可移动的锤击部件IOO和固定的锤击部件102不相互啮合。
图15示出了处于模式"2"的锤-钻10。同样，模式"2"对应于机械低速设置。在模式"2"中，电子速度转换销92的末端96位于模式圈26的电子转换销凹部80上(也参见图7 )。结果，电子速度转换销92向图15所示的左侧平移。电子速度转换销92的平移使得电子速度转换销92的近端172从与电子速度转换开关178上的斜面174相啮合的状态滑动地收回。环绕电子速度转换销92锁位并且在套环182和盖板150之间受约束的复位弹簧180,便于电子速度转换销92向左侧收回。
同时，机械速度转换销90位于模式圈26的机械转换销高台78上(也参见图7)。结果，机械速度转换销90保持向图15所示的右侧平移。同样，机械速度转换销90将拨叉128定位到图15中所示的位置，从而最终使低速齿轮120耦合于输出主轴40。值得注意的是，如同模式l，在模式"2"中可移动的锤击部件100和固定的锤击部件102也不相互啮合。而且，在模式1和2之间的转换不会导致其中一个转换销(转换销90)的轴向位置改变，
但会通过模式圈26的凸轮面72引起另一个转换销(转换销92 )的轴向位置改变。
图16示出了处于模式"3"的锤-钻10。同样，模式"3"对应于机械高速设置。在模式"3"中，电子速度转换销92的末端96位于模式圈26的电子转换销凹部80上(也参见图8)。结果，电子速度转换销92保持向图16所示的左侧平移。同样，在该位置，电子速度转换销92的近端172从与电子速度转换开关178上的斜面174相啮合的状态收回。同时，机械速度转换销90位于模式圈26的机械转换销凹部74上(也参见图8 )。结果，机械速度转换销90向图16所示的左侧平移。同样，机械速度转换销90将拨叉128定位在图16中所示的位置，从而最终使高速齿轮122耦合到输出主轴40。值得注意的是，可移动的锤击部件100和固定的锤击部件102在模式"3"中不相互啮合。同样，模式2和3之间的转换不会引起其中一个转换销(转换销92 )的轴向位置改变，但会通过模式圈26的凸轮面72引起另一个转换销(转换销90)的轴向位置改变。
图17示出了处于"锤-钻"模式的锤-钻IO。同样，"锤-钻"模式对应于具有被分别啮合的可移动的和固定的锤击部件100和102的机械高速设置。在"锤-钻"模式中，电子速度转换销92的末端96位于模式圈26的电子转换销凹部80上(也参见图9)。结果，电子速度转换销92保持向图17所示的左侧平移。同样，在这个位置，电子速度转换销92的近端172从与电子速度转换开关178上的斜面174相啮合的状态收回。同时，机械速度转换销90位于^^莫式圈26的机械转换销凹部74上(也参见图9 )。结果，机械速度转换销90保持向图17所示的左侧平移。因此，在模式"3"和模式"4"之间转换中，电子速度转换销92和机械转换销90都保持在相同的轴向位置。如下面所讨论的，然而，另一个(无速度)模式选择机构改变位置。具体地，模式圏26的凸轮驱动肋86和凸轮112的凸轮臂114之间的协作，使得凸轮li2转动(到啮合位置)。在模式圈26转动离开"锤-钻"模式过程中，复位弹簧184促使凸轮112转动到非啮合位置。
然而，在"锤-钻"模式中，各种轴向可移动及锤击部件100轴向地移动到可与转动的锤击部件102相啮合的位置。特别地，向工件(未示出)手动施加压力，输出主轴轴向地向后移动抵靠在偏压弹簧108上。输出主轴40的这种轴向运动足够承载锤击部件102,因为可轴向移动的锤击部件100已
经被轴向向前移动，所以锤击部件IOO、 102的^^齿104、 106分别地互相啮合。而且，仅仅通过将模式圈26转动到"锤-钻"设置56,"锤-钻"模式的选择自动地将转换分组件124预置在对应于机械高速设置的位置，而不需要使用者进行初始时的其它任何的启动或设置。换句话说，模式圈26构制成使得锤击模式仅仅能够在工具处于高速设置时执行。
现在参考图18和19,将更详细地描进电子速度转换开关178。电子速度转换开关178通常包括电子速度转换壳体186、中间部件或者滑块部件188,复位弹簧190，促动弹簧192，和按钮194。电子速度转换销92移动到图14 (即，电子低速设置)所示的对应于模式"1"的位置，使得电子转换销92的近端172沿斜面174滑动地平移，结果，推动滑块部件188向图19所示的左侧移动。
在图18所示的位置，挠性弹簧向4要钮194施加偏压力，该力弱于位于开关内部的4姿^a弹簧(未示出)的偏压力。当滑块部件188朝图19所示的位置被移动时，来自促动弹簧192的偏压力压在按钮194上，克服按钮194的阻力。因此，滑块部件188的大的运动被转化为通过促动弹簧192来启动按钮194的小的运动。复位弹簧190操作来制止滑块部件188的不慎运动，并且将滑块部件188复位到其在图18中的位置。
值得注意的是，设置滑块部件188以相对于输出主轴40的轴线横向地启动。因此，减少了滑块部件188的不慎移动。进一步解释，在锤-钻10的正常使用(即，比如在"锤-钻"模式中锤击部件IOO、 102的啮合，或者正常钻孔操作中的其它运动)期间产生沿着轴线30的锤-钻10的往复运动。通过将电子速度转换开关178横向于输出主轴40设置，能够使滑块部件188的不慎移动减到最低。
如图18至19所示，以足够的力按下按钮194从而启动电子速度转换开关178。在这个位置(图19 )，电子速度转换开关178向控制器200传递信号。控制器200限制通向电机20的电流，从而根据该信号减少输出主轴40的输出速度。由于该启动是通过模式圏26的转动实现的，该电子启动对于用户来说是完全连续的。在需要低输出速度诸如但不仅限于对钢或其它硬质材料进行钻孔时，电子低速模式非常有用。而且，通过结合电子速度转换开关178，能够避免在变速箱22里附加一个或多个齿轮的需要，因此减小了尺寸、重量和最终成本。通过模式圈选择"2"、 "3"或"锤-钻"模式，造成
电子速度转换销92的收回，从而将滑块部件188复位到图18所示的位置。复位弹簧190有利于滑块部件188回到图18所示的位置。虽然已描述了电子速度转换开关178具有滑块部件188，但还可预想到其它的结构。例如，电子速度转换开关178可额外地或可选择地包括柱塞、摇臂开关或其它的开关机构。
现在参考图1、 11和23,图中示出了锤-钻IO的另一方面。如上面所提到的，锤-钻10包含装封有电机20的后部壳体14 (即，电机壳体)和装封有变速器22的前部壳体16 (即，变速器壳体)。前部壳体包含齿轮箱壳体149 (图1和23 )以及盖板150 (图11和23 )。
齿轮箱壳体149限定了外表面179。可以理解，齿轮箱壳体149的外表面179部分地限定了锤-钻10的全部外表面。换句话说，外表面179被露出用以允许用户在使用锤-钻10的过程中保持并紧握并该外表面179。
盖板150通过多个第一紧固件151耦合到齿轮箱壳体149。如图23所示，第一紧固件151以第一方式153 (由图23中的螺栓圓圈来表示)安排。第一紧固件151可定位在齿轮箱壳体149的外围并且可保持盖板抵靠在齿轮箱壳体149的凸缘290上。在一个实施例中，前部壳体16包含位于齿轮箱壳体149和盖板150之间的密封件(未示出)，该密封件减少了前部壳体16中润滑剂(未示出)向外的泄露。
前部壳体16和后部壳体14通过多个第二紧固件159 (图1)耦合在一起。在图23所表示的实施例中，第二紧固件以第二方式161 (由图23中的螺栓圓圈表示)安排。如图所示，第二紧固件159的第二方式161具有比第—紧固件151的第一方式153更大的外周。换句话说，第二紧固件159位于第一紧固件151更外侧。因此，当耦合前部壳体16和后部壳体14时，前部壳体16和后部壳体14相配合以装封第一紧固件151。
同样，在所示实施例中，盖板150可以包含多个凹处155。提供凹处155以便将第一紧固件151的头部放置在盖板150的外表面157之下。这样，第一紧固件151不可能妨碍前部和后部壳体14、 16的耦合。
盖板150还包含多个突起163,所述突起163从外表面157延伸。突起163延伸进入后部壳体14，以确保前部壳体16的正确定向。盖板150进一步包含第一小孔165。电机20的输出部件152延伸经过小孔165，从而旋转地耦合到第一减速齿轮154 (图12 )。
同样，如图13所示，盖板150包含朝向前部壳体16的内部延伸的支承件167。支承件167通常是中空的并且环绕输出主轴40，这样输出主轴40在支承件167中获得轴颈支承。
如图18， 19和23所示以及如上所述，电子速度转换销92的近端172从前部壳体16伸出并穿过盖板150,从而可操作地与电子速度轴开关178 (图19)相啮合。同样，如上所述，复位弹簧180环绕电子速度转换销92布置，并被约束在套环182与盖板150之间。因而，复位弹簧180朝向前部壳体16的内部将电子速度转换销92偏压靠在盖板150上。
此外，如上所述且从图11和13中可以看出，静态转换杆144在一端上由齿轮箱盖板150支承。另外，第二挠性弹簧148在静态转换杆144的周围布置，并在转换支架132与盖板150之间延伸。这样，第二挠性弹簧148可偏压在转换支架132和盖板150上。
盖板150以及前部壳体16的外壳149的结构，允许变速器22可以包括独立的锤-钻10的其它组件。这样，锤-钻IO的制造变得很容易，因为变速器22可与其它部件充分分开地进行组装，从而前部壳体16也就能够接着与后部壳体14相耦合，用以增加制造的灵活性以及减少制造时间。
此外，盖板150可支承一些组件，包括例如输出主轴40、静态转换杆144和电子转换杆92。另外， 一些弹簧可偏压靠在盖板上，例如，挠性弹簧148和弹簧180。因而，在后部壳体14与前部壳体16耦合之前，确保了这些组件的正确方位。另外，盖板150克服弹簧的偏压力将变速器、转换元件和各个弹簧保持在适当的位置。这样，盖板150方便了锤-钻10的装配。
现在参考图20至22，图中示出了锤-钻10的变速器22的离合器的具体实施例。变速器22包含低速齿轮220,离合器部件221,高速齿轮222，和转换分组件224。转换分组件224包含拨叉228、转换环230和转换支架232。
如图20所示，离合器部件221通常包含基座223和头部225。基座223是中空的并且是管状的，头部225径向地从基座223的一端伸出。基座223环绕主轴40并固定地耦合(如4建槽连接)到其上，这样离合器部件221与主轴40—起转动。头部225限定了第一轴向表面227，并且头部225还限定了位于第一轴向表面227相对侧面上的第二轴向表面229。
离合器部件221的基座223穿过低速齿轮220的孔轴向延伸，这样低速齿轮220就由离合器部件221支承在主轴40上。可支承低速齿轮220用以沿离合器部件221的基座223轴向滑动。同时，可支承低速齿轮220用以在离合器部件221的基座223上转动。这样，可支承低速齿轮220用以轴向运动并相对于主轴4Q，转动。
变速器22还包括保持部件231。在所示实施例中，保持部件231是大体环状并布置在位于基座223 —端的凹槽233内。同样地，相对于基座223的第一轴向表面227，保持部件231固定在一个轴向位置。
变速器22进一步包括偏压部件235。偏压部件235可以是盘状弹簧或锥状弹簧(即，贝氏弹簧(Belleville))。偏压部件235支承在基座223上并位于保持部件231与低速齿轮220之间。这样，通过压靠在保持部件231和低速齿轮220上，偏压部件235将低输出离合器220的面236偏压靠在基座223的面227上。
离合器部件221还包含位于第二轴向表面229上的至少一个小孔241(图20)。在所示实施例中，离合器部件221包含与转换环230的销240 (图21 )的布置形式相对应布置的多个小孔241。如下所述，转换环230的轴向运动使得销240选择性地进入或移出离合器部件221上相对应的一个小孔241，这样转换环230就可以选择性地与离合器部件221相耦合。
此外，离合器部件221的头部225包含位于其第一轴向表面227上的多个棘齿237,并且低速齿轮220包含多个相对应的棘齿239,棘齿239可选择性地与离合器部件221的棘齿237啮合。更具体地，如图22所示，离合器部件221的棘齿237与低速齿轮220的棘齿239协同。棘齿237和239的每个齿可分别包含至少一个凸轮面245和249。如下所述，当离合器部件221与低速齿轮220耦合时，棘齿237与相对应的一个棘齿239啮合，从而凸轮面245、 249相互贴靠。
如图22所示，低速齿轮220和离合器部件221的凸轮面245、 249设有相对于主轴40的轴线30的锐角cc 。如下所述，当离合器部件221和低速齿轮220耦合时，扭矩值能够在它们之间传递达到预定的阈值。根据凸轮面245、 249的角a和偏压部件235将低速齿轮220向离合器部件221偏压时所提供的力的大小，来确定上述阈值。
当锤-钻10处于低速设置(电子的或机械的)并且在低速齿轮220与离合器部件221之间传递的扭矩低于预定的阈值时，相对应的凸轮面245、 249保持邻接接触以允许传递扭矩。然而，当扭矩超出预定的阈值时(如，当钻
头在工件中变得停顿时)，离合器部件221的凸轮面245与低速齿轮220的凸轮面249以凸轮的形式相抵，从而将低速齿轮220轴向地远离离合器部件221移动(即，以凸轮带动)，以克服偏压部件235的偏压力。这样，离合器部件221与低速齿轮220之问的扭矩传递被中止和减少。
可以意识到，离合器部件221将电机20的输出部件152与主轴40之间传递的扭矩限制在预定的阈值。也可以意识到，当锤-钻IO处于机械高速设置时，在第二减速小齿轮258与主轴40之间传递的扭矩经过高速齿轮222并绕过离合器部件221。然而，在机械高速设置中的齿轮传动比可以是使得经由高速齿轮222传递的最大扭矩小于预定的阈值。换句话说，当高速齿轮222提供扭矩传递时，变速器22是固有限制的扭矩(低于预定的阈值水平)。
因此，离合器部件221使得变速器22避免由于过度的扭矩传递带来的损害。同时，锤-钻10是易于使用的，因为锤-钻10不可能在使用者的手中产生由于过度的扭矩传递带来的剧烈冲击。此外，由于离合器部件221占据了相对小的空间并且因为仅有一个离合器部件221是必需的，所以变速器22就相对紧凑且易于装配。另外，由于只有低速齿轮220被离合器部件221咬合，所以变速器22操作也相对简单。而且，在一个实施例中，锤-钻10包含用于连接钻头(未示出)的推杆卡盘，并且由于离合器部件221提供的扭矩限制，推杆卡盘不可能将钻头卡得过紧，使得钻头易于从推杆卡盘中移除。
转换机构的附加锁紧细节在图26中示出。为清楚起见，这些附加的锁紧细节在其它的图中省略。因而，如下文所述，这里所描述的变速器转换机构可包含将变速器保持在高速齿轮模式的锁紧机构。这种高速齿轮模式是唯一的一种可以使锤击模式也同时起作用的模式。这种锁紧机构因此可防止在锤击模式操作过程中转换环138的销140从高速齿轮122上相对应的孔270中脱出。
静态转换杆144作为支承转换支架132的支承部件。转换支架132或转换部件以允许转换部件沿着转换杆的外表面运动的结构安装在静态转换杆144上，该运动是在对应于第一操作模式的第一模式位置与对应于第二操作模式的第二模式位置之间。转换支架132也可以允许限制转动或垂直(于转换表面)运动的结构安装在静态转换杆144上，该运动是在锁紧位置与解锁位置之间沿着基本上垂直于转换表面的方向。如图所示，转换支架包含两个小孔282、 284，静态转换杆144通过这两个小孔延伸。至少一个小孔282可略大于静态转换杆的直径，以允许静态支架144进行有限制的旋转或垂直运动。
凹槽268定位在静态转换杆144内。凹槽268具有斜的前表面272和后表面274，后表面274大体上垂直于静态转换杆144的轴线。锁紧弹簧部件276位于静态转换杆144上并耦合到转换支架132上。锁紧弹簧276配装入转换支架132的开口 278内，从而锁紧弹簧276沿着静态转换杆144的轴线与转换支架132—起移动。因此，当复位弹簧148移动转换支架132进入高速齿轮位置时，转换支架132与凹槽268对准。锁紧弹簧276沿着箭头X的方向施加力，该力推动转换支架132进入凹槽268中。
由锁紧弹簧276所提供的在箭头X方向上的偏压力，将转换支架132保持在凹槽268内。与凹槽268的垂直后表面274组合的锁紧弹簧276,可防止转换支架132在以锤击模式操作中沿着静态转换杆144向后移动，凹槽268与转换支架132操作以提供协同动作的锁紧表面。这样，在以锤击模式操作过程中，重复施加至变速器上的轴向力可由转换机构阻挡。
当从高速齿轮模式转换出来时，转换销90作为促动部件操作并施加沿着箭头Y方向上的力。由于这个力从装配有转换支架132的静态转换杆144的表面上偏移，所以该力在转换支架132上施加了力矩，从而提供了沿着箭头Z方向上的力。这个沿着箭头Z方向的力超过了沿着箭头X方向的可使转换支架132从凹槽268中移出的偏压弹力，因而允许运动进入低速齿轮模式。锁紧弹簧部件276包含突出部280，突出部280延伸进入转换支架132的协同动作的开口 282中，以阻止转换支架132的对置侧由于受沿着箭头Z方向的力而进入凹槽268中。突出部280可以是凸缘的形式。
为了清楚起见，沿着箭头X的力的方向垂直于静态转换杆144的轴线并朝向沿箭头Y的力。沿着箭头Z的力的方向与沿箭头X的力的方向相反。沿箭头Y的力的方向平行于静态转换杆144的轴线并朝向沿箭头X的力。另外，沿箭头Y的力与静态转换杆144的轴线间隔开，因此施加在转换支架132上的沿箭头Y的力产生力矩，该力矩导致了沿箭头Z的力，沿箭头Z的力与沿箭头X的力方向相反。
尽管在参照各个实施例的基础上，本实用新型已经在说明书中描述并且在附图中图示，但是本领域的技术人员将可以理解，可以做出各种改变以及对其中的元件进行等同替换，而没有脱离本实用新型权利要求所限定的范 围。此外，各实施例之间特征、元件和/或功能的混合和配合在这里是明显 可以想到的，因此本领域的普通技术人员能够预想将本实用新型一个实施例 中的特征、元件和/功能与另一实施例恰当地结合，除非在前面另有描述。 而且，在没有脱离实质范围情况下，根据本实用新型的教导可以做出许多适 应特定场合或材料的修改。因而，本实用新型并不限于图示的以及说明书所 描述的特定实施例以此作为实施本实用新型的最好模式，而是本实用新型包 括了任意落在前述说明书及附加的权利要求范围中的实施例。
权利要求1、一种用于多速钻机、在至少一个小齿轮和输出主轴间传递扭矩的平行轴变速器，其特征在于，该变速器包括安装在输出主轴上的高速齿轮；安装在输出主轴上的低速齿轮；可操作地耦合到低速齿轮的离合器部件，以在至少一个小齿轮和输出主轴间传递扭矩使输出主轴达到预定的扭矩等级，当离合器部件和低速齿轮间的扭矩超过预定的扭矩等级时，离合器部件与低速齿轮分离；以及用于在多个模式间可选择地切换的转换组件，包括通过低速齿轮和离合器部件在至少一个小齿轮和输出主轴间传递扭矩的低速模式；和通过高速齿轮以绕过离合器部件在至少一个小齿轮和输出主轴间传递扭矩的高速模式。
2、 如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述离合器部件耦合到 输出主轴，并且低速齿轮安装在离合器部件上。
3、 如权利要求1所述的变速器，进一步包括使低速齿轮向离合器部件 偏置的偏压部件。
4、 如权利要求3所述的变速器，进一步包括支承在相对于输出主轴的 固定轴向位置的保持部件，其中偏压部件偏压抵靠保持部件和低速齿轮。
5、 如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述低速齿轮和离合器 部件中至少一个包含至少一个凸轮面，用于当离合器部件和低速齿轮间的扭矩超过预定的扭矩等级时，通过凸轮动作使低速齿轮和离合器部件相互远离。
6、 如权利要求5所述的变速器，其特征在于，所述离合器部件和低速 齿轮的每个都包含多个凸轮面，其中离合器部件的凸轮面邻接低速齿轮的凸 轮面，用于在它们之间传递扭矩，并且其中离合器部件的多个凸轮面凸轮抵 靠低速齿轮的多个凸轮面，用于当离合器部件和低速齿轮间的扭矩超过预定 的扭矩等级时，通过凸轮动作使低速齿轮和离合器部件相互远离。
7、 如权利要求1所述的变速器，进一步包括保持部件和使低速齿轮向 离合器部件偏置的偏压部件，其中离合器部件固定到输出主轴上，其中j氐速齿轮被支承用以在离合器部件上转动和轴向运动，其中保持部件固定在离合 器部件上的轴向位置，并且其中偏压部件被支承在离合器部件上，以便偏压 抵靠保持部件和低速齿轮。
8、 一种多速钻;f几，其特征在于，包括 至少一个小齿轮；输出主轴；安装在输出主轴上并且可操作以在至少 一个小齿轮和输出主轴间可选 择地传递扭矩的高速齿轮；安装在输出主轴上并且可操作以在至少 一个小齿轮和输出主轴间可选 择地传递扭矩的低速齿轮；可操作地耦合到低速齿轮的离合器部件，以在至少一个小齿轮和输出主 轴间传递扭矩并使输出主轴达到预定的扭矩等级，当离合器部件和低速齿轮 间的扭矩超过预定的扭矩等级时，离合器部件与低速齿轮分离；以及用于在多个模式间可选择地切换的转换组件，包括通过低速齿轮和离合器部件在至少 一个小齿轮和输出主轴间传递扭 矩的低速模式；和通过高速齿轮以绕过离合器部件在至少一个小齿轮和输出主轴间传 递扭矩的高速模式。
9、 如权利要求8所述的多速钻机，其特征在于，所述在高速模式下输 出主轴上能够产生的最大扭矩等级小于预定的扭矩等级。
10、 如权利要求8所述的多速钻机，其特征在于，所述离合器部件耦合 到输出主轴，并且低速齿轮安装在离合器部件上。
11、 如权利要求10所述的多速钻机，进一步包括使低速齿轮向离合器 部件偏置的偏压部件。
12、 如权利要求11所述的多速钻机，进一步包括支承在相对于输出主 轴的固定轴向位置的保持部件，其中偏压部件偏压抵靠保持部件和低速齿 轮。
13、 如权利要求8所述的多速钻机，其特征在于，所述低速齿轮和离合 器部件中至少 一个包含至少 一个凸轮面，用于当离合器部件和低速齿轮间的 扭矩超过预定的扭矩等级时，通过凸轮动作使低速齿轮和离合器部件相互远离。
14、 如权利要求13所述的多速钻机，其特征在于，所述离合器部件和 低速齿轮的每个都包含多个凸轮面，其中离合器部件的凸轮面邻接低速齿轮 的凸轮面，用于在它们之间传递扭矩，并且其中离合器部件的多个凸轮面凸 轮抵靠低速齿轮的多个凸轮面，用于当离合器部件和低速齿轮间的扭矩超过 预定的扭矩等级时，通过凸轮动作使低速齿轮和离合器部件相互远离。
15、 如权利要求8所述的多速钻机，进一步包括保持部件和使低速齿轮 向离合器部件偏置的偏压部件，其中离合器部件固定到输出主轴上，其中低 速齿轮被支承以在离合器部件上转动和轴向运动，其中保持部件固定在离合 器部件上的轴向位置，并且其中偏压部件支承在离合器部件上，以便偏压抵 靠保持部件和低速齿轮。
16、 如权利要求8所述的多速钻机，进一步包括 电机；第一输入小齿轮，其与附属驱动轴相关联并且由电机驱动转动，第一输 入d、齿轮耦合到低速齿轮；以及第二输入小齿轮，其与附属驱动轴相关联并且由电机驱动转动，第二输 入小齿轮耦合到高速齿轮。
17、 如权利要求16所述的多速钻机，其特征在于，所述在低速模式和 高速模式下，第一输入小齿轮始终保持与低速齿轮的啮合，并且第二输入小 齿轮始终保持与第二输入小齿轮的啮合。
18、 一种多速钻机，其特征在于，包括 电机；安装在驱动的附属轴上的第一输入小齿轮，用于由电机驱动转动；安装在附属轴上的第二输入小齿轮；输出主轴； 高速齿轮，其安装在输出主轴上并始终保持与第二输入小齿轮啮合，并 且可操作地以在至少 一个小齿轮和输出主轴间可选4奪地传递扭矩；低速齿轮，其安装在输出主轴上并始终保持与第一输入小齿轮啮合，低 速齿轮包括至少一个齿轮凸轮面；固定到输出主轴上的离合器部件，离合器部件包括至少一个配置为与至 少一个齿轮凸轮面协同操作的离合器凸轮面；偏压部件，其使低速齿轮沿着输出主轴轴向地向离合器部件偏置，这样至少一个齿轮凸轮面和至少一个离合器凸轮面彼此协同操作，以在第一输出 小齿轮和输出主轴间传递扭矩，并且其中当离合器部件和低速齿轮间的扭矩 超过预定的扭矩等级时，至少一个齿轮凸轮面和至少一个离合器凸轮面相互抵靠，以克服偏压部件的偏压力从而使低速齿轮移动远离离合器部件；以及在多个模式间可选择地切换的转换组件，包括通过低速齿轮和离合器部件在第 一输入小齿轮和输出主轴间传递扭 矩的低速模式；和通过高速齿轮以绕过离合器部件在第二输入小齿轮和输出主轴间传 递扭矩的高速模式。
19、 如权利要求18所述的多速钻机，其特征在于，所述偏压部件从包 括锥形弹簧和盘簧的组中选"^奪。
20、 如权利要求18所述的多速钻机，其特征在于，所述在高速模式下 在输出主轴上能够产生的最大扭矩等级小于预定的扭矩等级。
21、 如权利要求18所述的多速钻机，其特征在于，所述离合器部件耦 合到输出主轴，并且低速齿轮安装在离合器部件上。
22、 如权利要求18所述的多速钻机，进一步包括安装在输出主轴上的 凹槽内的保持部件，并且偏压部件邻接保持部件以使低速齿轮轴向地向离合 器部件偏置。
专利摘要一种多速钻机，包括带有电机的壳体，该电机包含输出部件。始终啮合平行轴的变速器可设置在壳体中并且可包含高速齿轮和低速齿轮。离合器部件与低速齿轮相关联。锥形弹簧将低速齿轮和离合器部件一起偏置以便传递扭矩到达预定的扭矩等级。当超过预定的扭矩等级时，低速齿轮和离合器部件之间的凸轮面将它们移开，从而限制向输出主轴传递扭矩。在高速模式中，输入小齿轮和输出主轴之间的扭矩传递绕过离合器部件。在高速模式中输出主轴能够产生的最大扭矩等级小于预定的扭矩等级。
文档编号F16H3/10GK201425083SQ20082023408
公开日2010年3月17日 申请日期2008年11月21日 优先权日2007年11月21日
发明者丹尼斯·A·布什, 保罗·K·特劳特纳, 戴维·E·谢勒, 詹姆斯·D·施罗德 申请人:布莱克和戴克公司