專利名稱：流體介質(zhì)驅(qū)動的手持式工具機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的流體介質(zhì)驅(qū)動的手持式工具機。
由專利說明書US 6347985 B1公開了一種手持式工具機，它僅通過一個吸塵器的吸入空氣流來驅(qū)動。該公知的手持式工具機的核心部件是傳統(tǒng)的水斗式透平(Pelton-Turbine)，它利用吸塵器的吸入空氣來使輸出主軸轉(zhuǎn)動及由此驅(qū)動刀具。
該公知的、具有軸向及水斗式透平-也被稱為阻力轉(zhuǎn)子，它僅基于空氣沖量將機械功率輸送給軸-的手持式工具機的效率僅可有條件地滿足對該可由市場上流行的吸塵器驅(qū)動的手持式工具機的工作能力及吸出功率的高要求。
本發(fā)明的優(yōu)點具有權(quán)利要求1的特征的本發(fā)明具有其優(yōu)點，即不需要自己電動機的、僅用吸塵器抽吸空氣驅(qū)動的、構(gòu)造成磨削機的手持式工具機對于它的應(yīng)用可具有高效率，以致吸入或鼓出空氣的特別多的流動能量可轉(zhuǎn)換成機械功率及通過持續(xù)輸出在磨削過程中形成的塵屑顆粒保證了幾乎無塵屑的磨削、鉆孔等，由此可使高的切屑切除與磨屑的高效吸出相統(tǒng)一，簡言之，得到一種特別有利的透平的變型-近似為在傳統(tǒng)通流的徑流式透平與軸流式透平之間的中間形式-，它被構(gòu)成為對角通流的徑流式透平。它將壓力損失小的優(yōu)點與空氣流能量產(chǎn)出高的優(yōu)點相結(jié)合及由此對于通過空氣流的電動工具構(gòu)成了一個高效的驅(qū)動裝置。
設(shè)置了一個安裝在渦輪前面的固定的進口導(dǎo)向柵，該進口導(dǎo)向柵用作用于渦輪的軸的軸承的軸承座，則它承擔(dān)了手持式工具機殼體結(jié)構(gòu)的支承功能，其中這些部分的制造成本由此可保持特別低。
驅(qū)動裝置僅由輕的塑料部件組成，該手持式工具機可特別輕及使用便捷。
手持式工具機設(shè)有一個無線開關(guān)，借助該無線開關(guān)可接通及關(guān)斷吸塵器，則可舒適及簡單地操作手持式工具機或吸塵器。
借助可不同地調(diào)節(jié)的空氣閥來進行手持式工具機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，則可用簡單的措施既簡單又成本有利地使工具機的轉(zhuǎn)速適配于當(dāng)前的加工條件。
手持式工具機的殼體由管狀的、彼此可通過法蘭連接的部件組成，它在小的自身重量的情況下可特別形狀穩(wěn)定及穩(wěn)固。


以下借助實施例與附圖來詳細描述本發(fā)明。
附圖表示圖1一個超精磨削機的縱截面，圖2用于驅(qū)動超精磨削機的、具有進口導(dǎo)向柵的透平的縱截面，圖3根據(jù)圖2的透平的側(cè)視圖，圖4根據(jù)圖2的透平的渦輪的側(cè)視圖，圖5根據(jù)圖4的渦輪的縱截面，圖6根據(jù)圖2的透平的側(cè)視圖，圖7渦輪的仰視圖，圖8進口導(dǎo)向柵的俯視圖，圖9置入了軸的渦輪的側(cè)視圖，圖10從渦輪的斜下方看的一個空間側(cè)視圖，及圖11渦輪的斜上方看的一個空間側(cè)視圖。
具體實施例方式
圖1示出一個手持式工具機10，它被構(gòu)造成超精磨削機，在該圖上可看到其內(nèi)側(cè)向著觀察者的殼體縱向殼14。該殼體殼與第二個未示出的基本上對稱的殼體殼構(gòu)成一個具有垂直軸線13的鐘狀殼體12。該殼體12由兩個殼體殼用螺釘接合起來，這些螺釘從外部穿過未示出的外殼體殼，可被旋入到螺紋座35中及由此使兩個殼體殼在一個接縫處固定在一起。殼體12在其上側(cè)面20上過渡到一個從垂直軸線13橫向伸出的空心圓柱形手把16，它被用作抽吸空氣出口18。殼體12在其上側(cè)面20上帶有一個空氣閥22，該空氣閥使通到殼體12內(nèi)部的流體通道26的開口24根據(jù)需要進行釋放或關(guān)閉以調(diào)節(jié)進入空氣。為此，一個通道壁28的一個區(qū)域86在開口24的鄰近處被穿孔，使得在軟管式的流體通道26中的吸入空氣可與外部空氣連通。通道壁28通過支承肋30被保持在殼體殼14上。這些支承肋30與殼體殼14內(nèi)部的加強肋32連接及通過這些加強肋與殼體外壁或殼體殼14相連接。由此，空氣通道26或通道壁28被加強及-尤其可抗由流過的吸入空氣引起的振動或諧振地-被穩(wěn)定。
殼體12在下部終止在一個直的環(huán)形的下邊緣34上，該下邊緣在其向下的垂直投影中構(gòu)成具有向外彎拱的邊的一個三角形。與下邊緣34平行地設(shè)有一個磨削盤70，該磨削盤通過彈性振動體75與殼體12形成可彈性運動的連接。磨削盤70用其烙鐵形的基面向外超過下邊緣34的三角形的、垂直向下投影的輪廓及在其底側(cè)上具有保持裝置，用于接收一個未示出的磨削片。磨削盤通過一個軸72及一個未詳細示出的、無相對轉(zhuǎn)動地配合在其端部上的偏心輪可沿軌道被驅(qū)動，以致磨削盤的每個點及由此磨削片的每個磨削顆粒都描繪出小的圓圈，即一個軌道-超精磨削機的典型的磨削圖。
軸72通過一個可被空氣驅(qū)動的透平36的渦輪38驅(qū)動轉(zhuǎn)動及通過一個上及一個下滾動軸承64，66可轉(zhuǎn)動地支承在殼體12中或進口導(dǎo)向柵74中，并且用其下端配合在第三滾動軸承68中，后者用其外環(huán)無相對轉(zhuǎn)動地配合在磨削盤70中。在下滾動軸承與第三滾動軸承66，68之間，軸72無相對轉(zhuǎn)動地與一個平衡質(zhì)量78相連接，該平衡質(zhì)量用于補償不平衡，以便使偏心運動的磨削盤70的振動與殼體12隔離。
平衡質(zhì)量78在其上面的、向著進口導(dǎo)向柵74的一側(cè)上帶有一個向上伸的環(huán)形輪廓80。該環(huán)形輪廓在上面被一個環(huán)形槽82以一個小距離包圍，該環(huán)形槽被設(shè)置在進口導(dǎo)向柵74的緊相鄰的底面中及與環(huán)形輪廓80共同構(gòu)成一個下面的曲折形迷宮式密封84。該密封可防止通過手持式工具機10內(nèi)部中的、尤其是平衡質(zhì)量78與進口導(dǎo)向柵74之間的空腔中的負壓使灰塵及磨屑運動到該間隙中或達到下軸承66，由此使它長期地受不利的影響。
軸72在中間被渦輪38無相對轉(zhuǎn)動地包圍，其中借助大致在軸72中間在一個確定的圓周區(qū)域中的壓花73在這兩個部件之間產(chǎn)生緊密的形鎖合的連接，在澆注時流動的塑料進入壓花的凹部中及由此形成連接。
渦輪38具有鐘形的外部輪廓，其中軸向向下地與下邊緣34連接著一個無相對轉(zhuǎn)動地固定在殼體12中或可夾緊在殼體殼14之間的帶有柵葉片75的進口導(dǎo)向柵74。柵葉片75如渦輪38的渦輪葉片42那樣被構(gòu)型為在其窄側(cè)面上立起的塑料條。被構(gòu)造成短截錐的進口導(dǎo)向柵74其外部被一個也被無相對轉(zhuǎn)動地置于殼體12中的透平殼60在柵葉片75高度大小的距離上至少部分地搭接，以致由此構(gòu)成渦輪38的環(huán)形流體通道49的一個下部的延續(xù)部分，通過該流體通道抽吸或引導(dǎo)吸入空氣。由下面流入的用于驅(qū)動渦輪38的吸入空氣通過柵葉片75偏轉(zhuǎn)到其流動方向上或流體通道49的或渦輪38的渦輪葉片42的方向上及去渦流，以致由此顯著改善透平36的、尤其是輸入側(cè)的效率。進口導(dǎo)向柵74用其底側(cè)上的一個中心槽76構(gòu)成用于軸72下區(qū)域的一個軸承66的軸承座，該軸承在殼體12中固定及引導(dǎo)及該軸。
圖2示出渦輪38與連接在其軸向下方并且固定在殼體12中的進口導(dǎo)向柵74的細節(jié)的一個縱截面，它們的組裝狀態(tài)被表示在圖1中。在此可看到-與一個榨檸檬機的壓體類似地-一個截錐形向外彎拱的支承錐48，它的外部帶有多個渦輪葉片42，這些葉片具有其窄側(cè)面立在支承錐48上地設(shè)置的扁平塑料條的構(gòu)型及其高度在向著-虛擬的-錐頂?shù)姆较蛏现饾u地增大。在渦輪葉片42上連接著一個相對支承錐48或渦輪葉片42的上邊緣大致平行地延伸的蓋錐44。由此在支承錐與蓋錐48，44之間形成了一個橫截面為環(huán)形的流體通道49。該流體通道被渦輪葉片42劃分成多個迂回曲折的單通道，在這些單通道中用于驅(qū)動透平36的吸入空氣能夠以特別小的流動阻力流動。支承錐48的下邊緣相對錐軸線約傾斜45°角及不象傳統(tǒng)的徑流式透平那樣相對錐軸線橫向地約彎角90°。在透平36的一個特別有利的實施例中，葉片的入流角為40°及出流角為30°。運動箭頭62表示沿著渦輪葉片42流動的空氣相對軸線40偏轉(zhuǎn)45°，其中未考慮橫向于繪圖平面的偏轉(zhuǎn)。
蓋錐44在上部虛擬錐頂46的區(qū)域中以一個最小的距離與空氣通道26的通道壁28相鄰，吸入空氣通過該空氣通道有利于流動地被導(dǎo)向負壓源或吸塵器。
支承錐48或渦輪38的截錐穿通有一個用于接收軸桿72的中心空心圓柱體54。該空心圓柱體54在上面虛擬錐頂?shù)膮^(qū)域中構(gòu)成一個向上突出的環(huán)形的凸緣52。由此，空心圓柱體54實現(xiàn)這樣的長度，使得軸72在確定的軸向超長度上及在其壓花73的確定區(qū)域上用其壓花73在空心圓柱體54的內(nèi)部固定地相對渦輪定位及由該空心圓柱體圍作用，由此在渦輪38與軸72之間達到可靠的、無相對轉(zhuǎn)動的固定。
在向著虛擬錐頂?shù)姆较蛏嫌鷣碛嫉貜澢慕劐F形蓋錐44在其高度的下部三分之一處在其外側(cè)面上帶有一個環(huán)形的密封凸緣56。它被設(shè)置用于軸向配合到一個搭接的環(huán)形槽57中，該環(huán)形槽被設(shè)置在殼狀透平殼體60的向著渦輪48的內(nèi)側(cè)上，通過對密封凸緣56的搭接起到上迷宮式密封51的作用，及可防止透平36內(nèi)部的壓力損失及由此顯著地提高其效率。
為了驅(qū)動手持式工具機10，空氣在吸入空氣出口18上被吸出并且通過磨削盤70中的吸孔71及磨削盤70的上側(cè)面與殼體下邊緣34之間由外部補充地流入。由外部吸入的空氣到達進口導(dǎo)向柵74的環(huán)形通道49中及繼續(xù)進入到渦輪38的通道中。
徑向渦輪38及進口導(dǎo)向柵74與磨蝕性的、含灰塵的空氣的接觸可在那里導(dǎo)致磨損及灰塵積聚效應(yīng)，它可對驅(qū)動裝置的功率及其壽命產(chǎn)生不利的影響。為了對此作出應(yīng)付，與吸入空氣接觸的面尤其通過一些小的、規(guī)則的高爾夫球形式的凹部這樣地結(jié)構(gòu)化，以致這些面在提高表面強度的情況下具有小的流動阻力。
由圖3中表示的根據(jù)圖2的透平36的側(cè)視圖可特別清楚地看到透平殼體60的細節(jié)，該透平殼體無相對轉(zhuǎn)動地被支承在殼體12中及被止動或夾緊在支撐肋30上及密封地搭接著進口導(dǎo)向柵74及渦輪38，尤其是構(gòu)成以上所述的、上迷宮式密封51。
由圖4中作為細節(jié)所表示的渦輪38的側(cè)視圖可在下面看到渦輪葉片42被拉向前的前邊緣及在圖5中所示的根據(jù)圖4的渦輪38的縱截面再次地表示出對于圖2所描述的細節(jié)。
圖6表示渦輪38與進口導(dǎo)向柵74的側(cè)視圖，其中可看到柵葉片75在彎拱的支承環(huán)77上的傾斜分布，及在外面它由支撐環(huán)79支撐。
圖7表示渦輪38的仰視圖，其中可看到支撐環(huán)88，內(nèi)支撐肋92及外支撐肋90并且它們的壁厚在徑向上觀察由內(nèi)向外逐漸減小-對于澆鑄技術(shù)有利。
圖8示出進口導(dǎo)向柵74的俯視圖，可看到內(nèi)支承環(huán)77，入流角為78°的柵葉片75及外支撐環(huán)79。
圖9示出帶有置入的軸72的渦輪38的側(cè)視圖，其中突出地表示了壓花73。
圖10示出無蓋錐44的情況下從斜下方看渦輪38的一個空間側(cè)視圖，其中可看到在支承錐48上的渦輪葉片42的分布及在下面的支承環(huán)88，內(nèi)、外支撐肋90，92及它們不同的壁厚。
圖11表示無蓋錐44的情況下渦輪38的從斜上方看的一個空間側(cè)視圖，其中可特別清楚地看到渦輪葉片42在支承錐48上的分布。
在一個未示出的手持式工具機的實施例-類似于前述實施例-中，其殼體上設(shè)有一個無線開關(guān)，該無線開關(guān)可與一個配置給吸塵器的對應(yīng)開關(guān)通信及借助它可接通及關(guān)斷吸塵器及由此可舒適及成本有利地操作手持式工具機。
流過手持式工具機10的空氣不是象在傳統(tǒng)的徑流式透平中那樣在其到透平36中以前純徑向地向內(nèi)再偏轉(zhuǎn)到軸向，而是不僅在進口導(dǎo)向柵74中而且在徑流式透平中相對旋轉(zhuǎn)軸線約45°角地流動(見圖3及4)。該斜向入流具有其優(yōu)點，即明顯地提高了透平的效率，因為透平36及進口導(dǎo)向柵74中的壓力損失被減至最小。葉片的入流角度為60°及出流角度為30°，也為了使出流損失保持盡可能地小。用于入流區(qū)域的角度可在0°與70°之間變化及出流區(qū)域中的角度可在10°至60°之間變化。角度的選擇既與空氣流量也與期望的轉(zhuǎn)速相關(guān)。進口導(dǎo)向柵74具有的任務(wù)是，對空氣流施加上盡可能大的預(yù)旋轉(zhuǎn)，及出于此原因它具有排出角度為78°的柵葉片75(圖8)。為了減小空氣噪音，在支承錐48上渦輪38的渦輪葉片42被向前拉一些及與此相反地柵葉片75被向后拉一些(圖4及6)。由此抑制了渦輪葉片與柵葉片42，75之間的嘯聲噪音，因為這些葉片以僅0.5mm的距離相互掃過及有效地“被涂抹(verschmiert)”。進口導(dǎo)向柵74與透平36之間的小距離是必需的，以便透平36可理想地迎流。在支承錐48底側(cè)上的支撐肋90之間的一個附加支撐環(huán)88阻止了透平的強波動的及不受控制的空載轉(zhuǎn)速，該轉(zhuǎn)速可取得很高的值(＞20 000轉(zhuǎn)/分鐘)，因為由此不會出現(xiàn)由純徑向布置的肋產(chǎn)生的風(fēng)扇效應(yīng)。支撐環(huán)88及支撐肋90由徑向內(nèi)部向外部尺寸定得愈來愈薄，以便在壓力注射成型時材料可由內(nèi)向外快速及以小阻力流動及可注滿注射模具的所有空腔。
在渦輪38的內(nèi)環(huán)上的附加的凸緣52是必要的，以便置入的或被壓力注塑包封的軸72在中間可被壓花。在軸壓花的情況下在加工時應(yīng)注意所述軸盡可能保持對稱及由此不會出現(xiàn)軸的倒置(圖1，9，10，11)。由于位置原因，下軸承66直接組合在進口導(dǎo)向柵74中及能使手持式工具機10具有扁平的結(jié)構(gòu)。
上面所述的所有的單個特征對應(yīng)于創(chuàng)造性的勞動，因為它們有貢獻于所述方案的特殊優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.手持式工具機，具有一個殼體(12)及一個可轉(zhuǎn)動和/或振動地被驅(qū)動地設(shè)置在殼體上的工具(70)，該工具可借助吸入空氣流、尤其是借助一個吸塵器、被根據(jù)規(guī)定來驅(qū)動，其特征在于一個具有渦輪(38)的透平(36)被用作驅(qū)動裝置，該透平設(shè)有使入流或出流的空氣穩(wěn)定的裝置，尤其設(shè)有進口導(dǎo)向柵(74)和/或出口導(dǎo)向柵，其中對渦輪(38)入流的空氣流相對渦輪(38)的垂直軸線(40)被以一個銳角、尤其低于50°地繼續(xù)導(dǎo)向或偏轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)以上權(quán)利要求之一的手持式工具機，其特征在于渦輪(38)設(shè)有一個迷宮式密封(51)，該密封保護透平(36)以免壓力損失。
3.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的手持式工具機，其特征在于進口導(dǎo)向柵(74)被用作用于軸(72)的一個軸承(66)的軸承座(76)。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的手持式工具機，其特征在于它具有一個平衡質(zhì)量(78)，該平衡質(zhì)量與進口導(dǎo)向柵(74)的結(jié)構(gòu)(80，82)共同地構(gòu)成一個迷宮式密封(84)。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的手持式工具機，其特征在于進口導(dǎo)向柵(74)被這樣裝入殼體(12)的結(jié)構(gòu)中，以致該進口導(dǎo)向柵使該殼體加強。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中一項的手持式工具機，其特征在于用于驅(qū)動渦輪(38)的空氣由徑向外部導(dǎo)入到該渦輪上及然后徑向傾斜向內(nèi)由渦輪(38)的外邊緣被吸出。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的手持式工具機，其特征在于殼體(12)帶有一個無線開關(guān)，借助該無線開關(guān)可操作一個用于接通或關(guān)斷吸塵器的對應(yīng)開關(guān)及可因此同時地接通或關(guān)斷手持式工具機。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的手持式工具機，其特征在于它被構(gòu)造成平面磨削機，尤其是超精磨削機
全文摘要
本發(fā)明涉及一種手持式工具機，具有一個殼體(12)及一個可轉(zhuǎn)動和/或振動地被驅(qū)動地設(shè)置在殼體上的工具(70)，該工具可借助吸入空氣流、尤其是借助一個吸塵器、被根據(jù)規(guī)定來驅(qū)動，通過以下措施將特別高效一個具有渦輪(38)的透平(36)被用作驅(qū)動裝置，該透平設(shè)有使入流或出流空氣穩(wěn)定的裝置，尤其設(shè)有進口導(dǎo)向柵(74)和/或出口導(dǎo)向柵，其中對渦輪(38)入流的空氣流相對渦輪(38)的垂直軸線(40)被以一個銳角、尤其低于50°地被繼續(xù)導(dǎo)向或偏轉(zhuǎn)。
文檔編號B24B23/00GK101068658SQ200580041522
公開日2007年11月7日 申請日期2005年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月3日
發(fā)明者F·富克斯, C-A·科克利奇 申請人:羅伯特·博世有限公司