專利名稱：保護離合器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種保護離合器，特別涉及一種滑動式保護離合器，更特別涉及一種用于行星式齒輪箱(尤其是用于電動手持工具諸如綠籬修剪器的行星式齒輪箱)的離合器。
背景技術：
綠籬修剪器是包括一對細長對齊的帶齒刀片的手持工具，借助于電動機或小型汽油機而致使至少一個所述帶齒刀片持續(xù)往復運動。使用時，綠籬的枝葉介于其中一個刀片的相鄰齒之間，同時被另一刀片的來回運動所剪切。綠籬修剪器不可避免地會和金屬柵欄、鋼絲和其它障礙物相接觸。電動機轉子在工作速度下具有較高的旋轉動能。如果遇到急停，所傳送的力矩將會足夠大到對所述工具造成潛在的災難性破壞。因此，高端的綠籬修剪器包括滑動式離合器以保護驅動和剪切裝置。通常，滑動式離合器設定在大約30牛米(Nm)處起作用。如果驅動系統(tǒng)被阻塞，驅動器可以繼續(xù)旋轉大約一個周期(通常電動機旋轉約15圈)。通常提供滑動式離合器來作為工具的驅動系(train)的分設元件。這增加了工具的重量和尺寸。本發(fā)明尋求提供一種解決這些問題的方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在廣義上提供了一種行星式齒輪組件，其包括一體的保護離合器或滑動式
宦人興兩口名> O更特別地，本發(fā)明提供了一種包括第一級和第二級的行星式或周轉式齒輪組件，每一級包括:相應的太陽齒輪；安裝在相應的齒輪圈內(nèi)且安裝在相應的行星架上的一個或多個行星齒輪，其特征在于:第一級和第二級齒輪圈通過使截頭圓錐(frusto-conical)表面相匹配或配合而形成為軸向重疊。優(yōu)選地，第一級和第二級齒輪圈中的至少一個的截頭錐形表面由青銅形成。優(yōu)選地，至少一個齒輪圈是通過將青銅圈安裝到齒輪圈支撐件上而形成。優(yōu)選地，齒輪組件還包括將第一級和第二級齒輪偏壓至相接觸的偏壓元件。優(yōu)選地，偏壓元件是彈簧。有利地，第一級行星架和第二級太陽齒輪形成為單個構件?？蛇x地，齒輪組件包括附加的齒輪級。在優(yōu)選的實施例中，齒輪組件是兩級齒輪。本發(fā)明還提供了一種電動工具，其包括如上所述的齒輪組件，且還包括具有輸出軸或小齒輪的電動機，所述輸出軸或小齒輪可操作地聯(lián)接到第一級太陽齒輪或者與其一起成形。有利地，電動工具還包括在使用時由驅動軸致動的作業(yè)工具,其中第二級行星架可安裝到驅動軸上。


現(xiàn)在將參考附圖而僅以示例的方式更加詳細地描述本發(fā)明的上述和其它方面，其中:圖1是根據(jù)本發(fā)明的齒輪組件的第一實施例的剖視圖；圖2是圖1的齒輪組件的分解透視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的齒輪組件的第二實施例的剖視圖；圖4是圖3的齒輪組件的分解透視圖；圖5是圖3的齒輪組件的裝配殼體和齒輪圈的透視圖；圖6是圖3的齒輪組件的第二級齒輪圈(與青銅圈相聯(lián)接)的透視具體實施例方式參考圖1和圖2，示出了包括上部殼體11在內(nèi)的兩級行星式齒輪組件10。所述齒輪組件10還包括下部殼體，其可由齒輪將要裝配進入的工具的構件形成，所以在此省略。齒輪組件具有輸入軸12和第一齒輪圈(或環(huán)形齒輪)14，所述輸入軸12提供了形成行星式齒輪的第一級太陽齒輪的齒輪13。第一級行星齒輪15安裝在行星架20上，從而可在齒輪圈14之內(nèi)旋轉。如實施例中所示的緊湊型齒輪組件，第一級行星架20也承載著第二級行星式齒輪的太陽齒輪21。類似地，第二級行星齒輪22在第二級行星架23上進行支承，如實施例所示，所述第二級行星架23還包括接合到工具輸入軸(諸如綠籬修剪器刀片組件或其它作業(yè)工具的驅動軸)的輸出聯(lián)接部24。第二級齒輪組件還包括第二級齒輪圈25。所述齒輪圈25以不可相對于殼體11旋轉的方式相對于殼體11進行固定或鎖定，例如栓鎖(key)到齒輪圈25上(利用沿周向安裝的徑向突出部30)以便接合著形成在殼體11中的相應的孔口 31。如圖1中最清楚所視，第一級和第二級齒輪圈14、25通過將凸型和凹型截頭錐形表面相匹配而形成軸向重疊，如實施例所示，是通過將第一級齒輪圈14的面向外(或凸型)的截頭錐形表面32與第二級齒輪圈25的面向內(nèi)(或凹型)的截頭錐形表面33相匹配。第一級齒輪圈14可以在殼體11中自由旋轉。在正常公差范圍內(nèi)，截頭錐形表面32、33兩者的錐形角相同。錐形角選擇為提供所需大小的滑動轉矩。已知的錐形離合器通常使用錐形離合器構件所使用的燒結鋼。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)以下方式會產(chǎn)生特別有效的結果:齒輪圈14、25中的至少一個的截頭錐形表面由燒結青銅形成(已經(jīng)發(fā)現(xiàn)特別是使用C50或D50型號、更特別是采用雙重壓制(double compacting))將特別有效。合適地，截頭錐形表面由機加工形成。有利地(如圖3至圖6中所示的第二個實施例所示),青銅表面形成為青銅圈35,其可安裝到由鋼形成的齒輪圈上。如實施例所示，青銅圈35安裝到第二級齒輪圈25上。這在圖6中可以最清楚地看到。在可選的實施例中(未示出)，青銅圈安裝到第一級齒輪圈上。多個固定凹槽或固定凸耳40將青銅圈定位在齒輪上。行星式齒輪組件還包括在殼體11和第一級齒輪圈14之間的偏壓彈簧34(通常為壓縮型)，以提供偏壓力來偏壓截頭錐形表面32、33至相接觸。偏壓彈簧34的彈簧強度被選擇為在兩個齒輪圈14、25之間提供所需的滑動。偏壓彈簧34還決定了扭轉極限值，其中齒輪圈14在所述扭轉極限值之下時能夠在殼體11內(nèi)的對應部分中旋轉。如所示，硬化鋼墊片16和墊圈17適宜地置于偏壓彈簧34和殼體11之間，以防止齒輪磨損殼體11 (如果殼體11由軟金屬諸如鋁制造)。在正常使用期間，由偏壓彈簧34的壓緊力所建立的、青銅圈和第一級齒輪圈14之間的摩擦力將第一級齒輪圈保持就位。從而沒有滑動。當系統(tǒng)遇到突加負載峰值(例如，由于遇到不可剪切材料而導致停頓所引起)時，負載峰值轉矩開始作用于驅動機構的齒輪上。隨著負載轉矩變得大于由彈簧力產(chǎn)生的鎖定轉矩(摩擦力乘以第一級齒輪圈14的半徑)，第一級齒輪圈(作為唯一的運動部件)將滑動并且立即使沖擊負載降低。隨著負載降低，第一級齒輪圈14由于摩擦力的轉矩而重新鎖定。雖然上文針對綠籬修剪器來進行說明，但該改進同樣適用于包含行星式齒輪驅動機構在內(nèi)的其它工具。通常那些工具的特征在于:旋轉部件的慣性顯著影響機器執(zhí)行本身功能(通常是剪切功能)的能力；且還存在剪切系統(tǒng)在高速運轉下被完全停止的可能性，包括割草機和碎紙機。在綠籬修剪器的示例中，在剪切較粗樹枝的過程中所產(chǎn)生的瞬間峰值負載被電機的旋轉動能所克服。盡管電機本身相對的較小，但電機可高速運轉(并且將意識到的是，電機旋轉動能是基于速度的平方)。如果這不足以完成剪切，刀片將被急停。這種情況能在齒輪箱輸出部/刀片驅動輸入部處產(chǎn)生極其高的轉矩，如果在設計中沒有包括諸如本文所述的滑動式離合器在內(nèi)，所述極其高的轉矩能夠輕易地破壞驅動系統(tǒng)。如所述，這種離合器通常將最大刀片驅動輸入轉矩設定在高達30-50牛米。
權利要求
1.一種包括第一級和第二級的行星式或周轉式齒輪組件(10)，每一級包括:相應的太陽齒輪(13、21);安裝在相應的齒輪圈(14、25)內(nèi)且安裝在相應的行星架(20、23)上的一個或多個行星齒輪(15、22);其特征在于:第一級和第二級齒輪圈(14、25)通過使截頭錐形表面(32、33)相匹配或相配合而被形成為軸向重疊。
2.如權利要求1所述的行星式或周轉式齒輪組件，其特征在于:第一級和第二級齒輪圈(14、25)中的至少一個的截頭錐形表面(32、33)由青銅形成。
3.如權利要求2所述的行星式或周轉式齒輪組件，其特征在于:至少一個齒輪圈是通過將青銅圈(35)安裝到齒輪圈支撐件(25)上而形成。
4.如權利要求1-3任一所述的行星式或周轉式齒輪組件，其特征在于:還包括偏壓元件(34)，其將第一級和第二級齒輪圈(14、25)偏壓至相接觸。
5.如權利要求4所述的行星式或周轉式齒輪組件，其特征在于:偏壓元件(34)是彈簧。
6.如前述權利要求任一所述的行星式或周轉式齒輪組件，其特征在于:第一級行星架(20)和第二級太陽齒輪(21)形成為單個構件。
7.如前述權利要求任一所述的行星式或周轉式齒輪組件，其特征在于:齒輪組件包括附加的齒輪級。
8.一種包括如前述權利要求1-7任一所述的行星式或周轉式齒輪組件的電動工具，其特征在于:還包括具有輸出軸(12)或小齒輪的電動機，所述輸出軸(12)或小齒輪可操作地聯(lián)接到第一級太陽齒輪(13)或與其一起形成。
9.如權利要求8所述的電動工具，其特征在于:還包括在使用時可通過驅動軸來驅動的可驅動型工具，其中第二級行星架(23)可安裝在所述驅動軸(24)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種保護離合器，特別涉及一種滑動式保護離合器，更特別涉及一種用于行星式齒輪箱(10)(尤其是用于手持電動工具諸如綠籬修剪器的行星式齒輪箱(10))的離合器。描述了一種包括第一級和第二級的行星式或周轉式齒輪組件(10)，每一級包括相應的太陽齒輪(13、21)；安裝到相應的齒輪圈(14、25)內(nèi)且安裝到相應的行星架(20、23)上的一個或多個行星齒輪(15、22)。第一級和第二級齒輪圈(14、25)通過使截頭錐形表面(32、33)相匹配而形成為軸向重疊。有利地，截頭錐形表面是青銅的。
文檔編號F16H1/28GK103161883SQ20121052082
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權日2011年12月9日
發(fā)明者J·利斯特, R·比德曼, A·福爾斯, P·海伍德, I·馬利克, R·威爾金斯 申請人:羅伯特·博世有限公司