刀具夹紧装置

摘要

本发明涉及一种刀具夹紧装置、尤其是振荡式刀具夹紧装置，包括至少一个夹紧单元（12），它具有至少一个用于在轴向（18）上固定夹紧加工刀具（16）的夹紧元件（14）以及至少一个用于操作夹紧元件（14）的操作单元（20）。本发明建议，设有至少一个传动单元（22），它被设置用于根据操作单元（20）的一个操作元件（24）的至少一个运动分量改变传动比。

权利要求

1.刀具夹紧装置，包括至少一个夹紧单元(12)，它具有至少一个用于在轴向(18)上固定夹紧加工刀具(16)的夹紧元件(14)以及至少一个用于操作夹紧元件(14)的操作单元(20)，其中，包括至少一个传动单元(22)，它被设置用于根据操作单元(20)的一个操作元件(24)的至少一个运动分量改变传动比，其特征在于，所述操作单元(20)的操作元件(24)被构造为操作杠杆(36)，该操作杠杆围绕一个平行于轴向(18)延伸的摆动轴线(38)可摆动地被支承。

2.根据权利要求1所述的刀具夹紧装置，其特征在于，所述传动单元(22)包括至少一个控制凸轮槽(26)，沿着控制凸轮槽(26)的走向在控制凸轮槽(26)的至少两个不同的点中观察，该控制凸轮槽在轴向(18)上具有相对彼此不同的斜率。

3.根据权利要求1或2所述的刀具夹紧装置，其特征在于，所述传动单元(22)具有至少一个探触元件(28)，它被设置用于使所述夹紧元件(14)根据控制凸轮槽(26)的走向沿着轴向(18)运动。

4.根据权利要求3所述的刀具夹紧装置，其特征在于，所述探触元件(28)被构造为栓(30)。

5.根据权利要求4所述的刀具夹紧装置，其特征在于，所述栓(30)具有一个纵向延伸长度，它在安装状态中沿着一个至少基本上垂直于轴向(18)延伸的方向延伸。

6.根据权利要求1或2所述的刀具夹紧装置，其特征在于，设有至少一个解耦单元(32)，它被设置用于使操作单元(20)在至少一个运行模式中与夹紧元件(14)的运动解耦。

7.根据权利要求6所述的刀具夹紧装置，其特征在于，所述解耦单元(32)具有至少一个止挡元件(34)，它被设置用于限制夹紧元件(14)沿着轴向(18)向着操作单元(20)的方向的运动。

8.根据权利要求3所述的刀具夹紧装置，其特征在于，所述操作单元(20)包括至少一个用于接收传动单元(22)的探触元件(28)的探触接收元件(40)，所述探触接收元件至少不可相对转动地与操作杠杆(36)连接。

9.根据权利要求1所述的刀具夹紧装置，其特征在于，所述刀具夹紧装置是振荡式刀具夹紧装置。

10.便携式工具机，具有至少一个根据以上权利要求中任一项所述的刀具夹紧装置。

11.根据权利要求10所述的便携式工具机，其特征在于，所述便携式工具机是具有可振荡驱动的主轴的便携式工具机。

说明书

刀具夹紧装置

背景技术

[0001] 已知一种刀具夹紧装置、尤其是振荡式刀具夹紧装置，包括至少一个夹紧单元。该夹紧单元在此具有一个用于在轴向上固定夹紧加工刀具的夹紧元件和一个用于操作夹紧元件的操作单元。

发明内容

[0002] 本发明涉及一种刀具夹紧装置、尤其是振荡式刀具夹紧装置，包括至少一个夹紧单元，它具有至少一个用于在轴向上固定夹紧加工刀具的夹紧元件以及至少一个用于操作夹紧元件的操作单元。

[0003] 本发明建议，刀具夹紧装置包括至少一个传动单元，它被设置用于根据操作单元的一个操作元件的至少一个运动分量改变传动比。术语“设置”在上下文中被定义为专门构造和/或专门设计。“夹紧单元”在此尤其是应当被理解为一个单元，该单元借助形状锁合和/或借助力锁合使加工刀具沿着轴向止动，尤其是在便携式工具机的刀具接收装置上。优选在夹紧单元的夹紧模式中，夹紧力沿着轴向作用到加工刀具上。优选夹紧单元的夹紧元件销形地构成。“销形的夹紧元件”在此尤其是应当被理解为一个夹紧元件，它在安装状态中具有一个沿着轴向的纵向延伸长度，它大于夹紧元件沿着一个垂直于轴向延伸的方向的横向延伸长度。尤其地，纵向延伸长度比夹紧元件的横向延伸长度的两倍、优选四倍和特别优选六倍更大。优选地，销形的夹紧元件至少部分地被构造为空心体。特别优选地，夹紧元件具有至少两个被构造为臂的部分区域，它们至少部分地沿着一个至少基本上垂直于轴向延伸的方向相对彼此间隔距离地设置。优选地，夹紧元件抗丢失地设置在便携式工具机的空心轴中。特别优选地，夹紧单元具有一个设置在夹紧元件上的夹紧头。在此，夹紧头优选包括两个相对彼此可运动的部分区域。夹紧头的部分区域优选分别与夹紧元件的一个臂一体地构成。“夹紧头”在此尤其是应当被理解为一个元件，它具有至少一个夹紧面，该夹紧面为了在轴向上固定夹紧加工刀具而至少贴靠在加工刀具的一个部分面上并且对加工刀具加载沿着轴向的夹紧力。术语“轴向”在此尤其是应当定义为一个方向，它优选至少基本上平行于便携式工具机的一个设置用于驱动加工刀具的驱动轴和/或主轴的摆动轴线和/或旋转轴线延伸。“基本上平行”在此尤其是应当被理解为一个方向相对于一个参考方向——尤其是在一个平面中——的定向，其中，该方向相对于参考方向具有一个尤其是小于8°、有利地小于5°和特别有利地小于2°的偏差。

[0004] “操作单元”在此尤其是应当被理解为一个单元，它具有至少一个操作元件，操作元件可直接地由操作者操作，并且它被设置用于通过操作和/或通过参数的输入来影响和/或改变一个与操作单元耦合的单元的/过程和/或状态。术语“传动单元”在此尤其是应当限定一个单元，它被设置用于将物理量、例如转速、转矩、力等等的至少一个值转化为同一个物理量的另一个值，其中两个值相对彼此成固定关系，尤其是结构固定的关系。优选传动单元由一个机械的传动单元构成。但是也可想到，传动单元以技术人员认为有意义的方式和方法构成。

[0005] “运动分量”在此尤其是应当被理解为运动量的一个分量，它在数学上限定一个运动，例如路程、速度、角度等。优选运动分量由角度、尤其是张角构成，操作单元的操作元件在从一个初始位置出发运动时扫过该张角。术语“初始位置”在此尤其是应当限定操作元件的一个位置，其中操作元件在传动单元和/或夹紧单元上的、用于操作夹紧单元的力作用被取消和/或中断。优选通过传动单元根据由操作元件扫过的张角改变在操作元件走过的路程、尤其是围绕至少基本上平行于轴向延伸的旋转轴线的路程与一个由夹紧元件走过的沿着轴向的路程之间的传动比。术语“传动比”在此尤其是应当限定可借助传动单元改变的物理值相对彼此的比，其中，两个物理量不同于零，尤其是该比值本身同样不同于零值和/或无穷的值。借助按照本发明的刀具夹紧装置的设计方案能够有利地影响用于操作夹紧单元的运动转换。还可以有利地实现与应用情况适配的传动比。由此能够特别有利地实现高的操作舒适性。

[0006] 此外建议，传动单元包括至少一个控制凸轮槽，它沿着控制凸轮槽的走向在控制凸轮槽的至少两个不同的点中观察在轴向上具有相对彼此不同的斜率。特别优选地，控制凸轮槽在沿着控制凸轮槽的走向的两个不同的点中的不同斜率分别具有一个不同于零的值。“控制凸轮槽”在此尤其是应当被理解为一种几何构型，它被设置用于将一种运动形式转化为另一种运动形式和/或它被设置用于由于一个运动、尤其是控制凸轮槽围绕一个轴线的运动而控制一个部件，该部件由于该运动而执行一个通过几何构型预给定的运动。优选地，控制凸轮槽被设置用于将旋转运动转化为平移运动。术语“斜率”在此尤其是应当限定控制凸轮槽的陡峭程度的尺度，尤其是在一个平面和/或投影平面中观察。优选斜率由一个数学定义的斜率构成，它可以借助微商和/或借助微分方程在控制凸轮槽的任一点中求出。优选控制凸轮槽在夹紧元件的一个面向操作单元的侧上设置在夹紧元件上。特别优选地，控制凸轮槽与夹紧元件一体地构成。借助控制凸轮槽可以在结构上简单地实现运动转换。此外借助控制凸轮槽的变化的斜率可以有利地实现与应用情况匹配的运动转换。此外可以特别有利地影响借助操作单元由操作者施加的用于操作夹紧元件的操作力，尤其是能够有利地根据操作元件的张角改变操作力的走向，在操作过程中观察。

[0007] 有利地，传动单元具有至少一个探触元件，它被设置用于使夹紧元件根据控制凸轮槽沿着轴向的走向运动。“探触元件”在此尤其是应当被理解为一个元件，它探测控制凸轮槽的走向、尤其是机械地探测，并且由于控制凸轮槽的走向而控制一个部件，该部件执行一个与控制凸轮槽的走向相关的运动。优选地，探触元件至少在一个运行状态中位于控制凸轮槽上。这可以有利地实现夹紧元件的与控制凸轮槽的走向相关的运动。

[0008] 有利地，探触元件被构造为栓。“栓”在此尤其是应当被理解为一个元件，它具有一个纵向延伸长度，它大于一个垂直于纵向延伸长度延伸的横向延伸长度。优选地，栓被圆柱形地构成。特别优选地，栓围绕至少一个轴线旋转对称地构成。优选地，栓由一个实心材料构成。但是也可想到，探触元件具有技术人员认为有意义的其它设计方案。这可以结构简单地实现探触元件。

[0009] 还建议，栓具有一个纵向延伸长度，它在安装状态中沿着一个至少基本上垂直于轴向延伸的方向延伸。但是也可想到，栓具有一个纵向延伸长度，它在安装状态中为了探触控制凸轮槽的走向而沿着一个对于技术人员显得有意义的方向延伸。这可以结构简单地实现栓和控制凸轮槽之间的支承面和/或贴靠面。

[0010] 此外建议，刀具夹紧装置包括至少一个解耦单元，它被设置用于使操作单元在至少一个运行模式中与夹紧元件的运动解耦。“解耦单元”在此尤其是应当被理解为一个单元，它具有至少一个机构和/或至少一个部件，它在至少两个元件之间引起解耦、尤其是运动解耦。优选地，解耦单元被设置用于使操作单元在至少一个运行模式中与夹紧元件围绕夹紧元件的一个至少基本上平行于轴向延伸的摆动轴线的振荡运动解耦。这可以有利地在至少一个运行模式中实现部件的保护。由此能够有利地实现刀具夹紧装置的长的使用寿命。

[0011] 优选地，解耦单元具有至少一个止挡元件，它被设置用于限制夹紧元件沿着轴向向着操作单元的运动。优选地，止挡元件由于对夹紧元件沿着轴向的运动的限制而被设置用于至少在一个运行状态中确保在探触元件和控制凸轮槽之间沿着一个垂直于轴向延伸的方向的距离。由此能够有利地阻止夹紧元件的运动通过控制凸轮槽并且通过探触元件在至少一个运行状态中传递到操作单元的操作元件上。

[0012] 此外建议，操作单元的操作元件被构造为操作杠杆，它围绕一个平行于轴向延伸的摆动轴线可摆动地被支承。优选操作杠杆可摆动地和/或可转动地支承在便携式工具机的工具机壳体中。优选地，操作杠杆被构造为单侧杠杆，其中操作力被引入到操作杠杆的一侧上。但是也可想到，操作杠杆以对于技术人员显得有意义的其它方式和方法被构造。这可以有利地借助操作杠杆施加操作者的用于操作夹紧元件的操作力。

[0013] 有利地，操作单元包括至少一个用于接收操作单元的一个探触元件的探触接收元件，它至少不可相对转动地与操作杠杆连接。“不可相对转动地连接”在此尤其是应当被理解为一个连接，它不可改变地传递转矩和/或旋转运动。优选地，探触接收元件借助一个螺纹连接不可相对转动地与操作杠杆连接。但是也可想到，探触接收元件借助一个另外的、对于技术人员显得有意义的连接方式例如操作锁合和/或形状锁合地与操作杠杆连接。优选地，探触接收元件具有至少一个空槽，探触元件在安装状态中设置在空槽中。这可以有利地实现探触元件的支承。此外在可以结构简单地探测控制凸轮槽的走向和由此沿着轴线驱动夹紧元件。

[0014] 此外本发明涉及一种便携式工具机、尤其是具有可振荡驱动的主轴的便携式工具机，具有至少一个按照本发明的刀具夹紧装置。“便携式工具机”在此尤其是应当被理解为一个工具机、尤其是手持式工具机，它可以由操作者无运输工具地运输。便携式工具机尤其是具有小于40kg、优选小于10kg和特别优选小于5kg的质量。这可以有利地实现工具机的操作者的高操作舒适性。

[0015] 按照本发明的刀具夹紧装置在此不应限于上述的应用和实施方式。尤其是按照本发明的刀具夹紧装置为了满足在此描述的工作方式可以具有与在此提到的数量不同的数量的各个元件、部件和单元。

附图说明

[0016] 其它优点由以下附图说明给出。在附图中示出本发明的实施例。附图、说明书和权利要求书组合起来含有大量特征。技术人员适宜地也单独考虑这些特征并且组合出有意义的其它组合。其示出：

[0017] 图1以示意图示出具有按照本发明的刀具夹紧装置的按照本发明的工具机；

[0018] 图2以示意图示出按照本发明的刀具夹紧装置的传动单元的细节视图；

[0019] 图3以示意图示出按照本发明的刀具夹紧装置的传动电能源的控制凸轮槽的细节视图；

[0020] 图4以示意图示出按照本发明的刀具夹紧装置的剖视图；

[0021] 图5以示意图示出按照本发明的刀具夹紧装置的另一剖视图；

[0022] 图6以示意图示出按照本发明的刀具夹紧装置的操作单元的操作力的走向的图表；

[0023] 图7以示意图示出按照本发明的刀具夹紧装置的夹紧单元的夹紧元件的运动路程的走向的图表。

具体实施方式

[0024] 图1示出一个具有刀具夹紧装置10的电驱动的便携式工具机42。该便携式工具机42包括一个工具机壳体44，它包围便携式工具机42的一个电动机单元46、一个变速器单元
48和一个从动单元50。工具机壳体44在此包括两个壳体半壳50、52，它们可拆卸地沿着一个延伸经过轴向18的平面相互连接。但是也可想到，工具机壳体44具有两个或更多罐形的壳体件，它们可拆卸地相互连接。轴向18沿着和/或平行于从动单元50的一个构造为主轴58的空心轴60的旋转轴线56延伸(图2)。空心轴60被设置用于在安装状态中振荡地驱动一个加工刀具16。加工刀具16的振荡驱动在此以对于技术人员显得有意义的方式和方法进行，例如借助变速器单元48的一个偏心地设置在电动机单元46的驱动轴上的栓(在此未详细示出)进行，它借助变速器单元48的摇臂和摇臂套筒(在此未详细示出)在便携式工具机42的运行中驱动空心轴。因此，构造为主轴58的空心轴60可被振荡地驱动。加工刀具16为了切削地加工工件可被固定在从动单元50的刀具接收装置62中。刀具接收装置62借助一个形状锁合和/或力锁合的连接不可相对转动地与空心轴60连接。但是也可想到，刀具接收装置62与空心轴60一体地构成。空心轴60的摆动运动由此可以被传递到刀具接收装置62上。

[0025] 图2示出刀具夹紧装置10的细节视图。刀具夹紧装置10包括一个夹紧单元12，它具有一个用于在轴向18上固定夹紧加工刀具16的夹紧元件14以及一个用于操作夹紧元件14的操作单元20。夹紧元件14被构造为销形。此外夹紧元件14可运动地设置在空心轴60中。在此，夹紧元件14沿着轴向18延伸穿过空心轴60。因此，夹紧元件14在安装状态中设置在空心轴60中。此外，夹紧元件14具有两个臂64、66，它们在夹紧元件14的安装状态中至少基本上沿着轴向18延伸。臂64、66与夹紧元件14一体地构成。此外，臂64、66具有小的材料厚度——沿着一个垂直于轴向18延伸的方向观察——以便实现臂64、66的偏转。因此，臂64、66由于臂64、66的材料特性和/或几何形状相对彼此可运动地设置在夹紧元件14上。臂64、66在此能弹动地设置在夹紧元件14上。此外，臂64、66沿着一个垂直于轴向18延伸的方向相对彼此间隔距离地设置。臂64、66由于在夹紧元件14上的弹动布置和相对彼此沿着垂直于轴向18延伸的方向的相对距离而能够相对彼此运动。

[0026] 此外，夹紧单元12具有一个弹簧元件68，它被设置用于沿着轴向18对夹紧元件14加载一个弹簧力(图5)。弹簧元件68在此被构造为压力弹簧70。但是也可想到，弹簧元件68由一个另外的、对于技术人员显得有意义的弹簧元件构成，例如拉力弹簧、蝶形弹簧等等。此外同样可想到，夹紧单元12具有不止一个弹簧元件68用于对夹紧元件14加载弹簧力。夹紧元件14在安装状态中沿着轴向18延伸穿过压力弹簧70。因此，压力弹簧70沿着圆周方向
72至少围绕夹紧元件14的部分区域设置。圆周方向72在一个至少基本上垂直于轴向18的平面中延伸。压力弹簧70在安装状态中以一个端部74支撑在夹紧元件14的贴靠面76上。贴靠面76在此被构造为圆环形的。

[0027] 刀具夹紧装置10还包括一个传动单元22，它被设置用于根据操作单元20的操作元件24的至少一个运动分量来改变传动比。操作单元20的操作元件24被构造为操作杠杆36，它可摆动地围绕一个平行于轴向18延伸的摆动轴线38被支承。摆动轴线38在此相对于空心轴60的旋转轴线56同轴地延伸。传动单元22还包括一个控制凸轮槽26，它——沿着控制凸轮槽26的走向在控制凸轮槽26的至少两个不同的点中观察——在轴向18上具有彼此不同的斜率(图3)。控制凸轮槽26设置在夹紧元件14的一个面向操作单元20的侧上。在此，控制凸轮槽26与夹紧元件14一体地构成。传动单元22还具有一个另外的控制凸轮槽(在此未详细示出)，它沿着圆周方向72相对于控制凸轮槽26错开地设置在夹紧元件14上。该另外的控制凸轮槽在此具有一个与控制凸轮槽26类似的走向。因此，该另外的控制凸轮槽——沿着该另外的控制凸轮槽的走向在该另外的控制凸轮槽的至少两个不同的点中观察——在轴向18上具有不同的斜率。

[0028] 此外传动单元22具有一个探触元件28，它被设置用于使夹紧元件14根据控制凸轮槽26的走向沿着轴向18运动。探触元件28被构造为栓30。栓30具有一个在安装状态中沿着一个至少基本上垂直于轴向18延伸的方向延伸的纵向延伸长度。栓30被设置用于在至少一个运行状态中分别通过栓30的两个相对置的端部形成与控制凸轮槽26和另外的控制凸轮槽接触。操作单元20包括一个用于接收操作单元20的探触元件28的探触接收元件40，它不可相对转动地与操作杠杆36连接。探触接收元件40在安装状态中沿着轴向18延伸。此外，探触接收元件40具有一个空槽78，它沿着一个至少基本上垂直于轴向18延伸的方向延伸穿过探触接收元件40。空槽78由一个穿孔构成。在此，空槽78的直径至少基本上对应于探触元件28沿着轴向18的尺寸。因此，探触元件28借助压配合被保持在空槽78中。但是也可想到，探触元件28以对于技术人员显得有意义的其它方式和方法保持在空槽78中。但是此外也可想到，探触元件28与探触接收元件40一体地构成并且沿着一个至少基本上垂直于轴向18延伸的方向在至少两个位置延伸远离探触接收元件40。探触接收元件40还被设置用于满足操作杠杆36在工具机壳体44中的支承功能(图4)。在此，构造为球轴承80的支承元件82被设置在探触接收元件40上。球轴承80在探触接收元件40的部分区域中沿着圆周72包围探触接收元件40。

[0029] 刀具夹紧装置10还具有一个解耦单元32，它被设置用于使操作单元20在至少一个运行模式中与夹紧元件14的运动解耦。解耦单元32被设置用于使操作单元20在至少一个运行模式中与夹紧元件14围绕旋转轴线56的振荡运动解耦。在此，解耦单元32具有一个止挡元件34，它被设置用于限制夹紧元件14沿着轴向18向着操作单元20的方向的运动。止挡元件34在此在运行模式中沿着轴向18贴靠在空心轴60的一个凸起上。设置在夹紧元件14上的控制凸轮槽26和该另外的控制凸轮槽由此在运行模式中沿着轴向18相对于探触元件28间隔距离地设置。

[0030] 为了将加工刀具16安装到刀具接收装置62上，操作杠杆36——从操作杠杆36的一个贴靠在工具机壳体44上的位置出发——由操作者在一个从工具机壳体44指离的方向上运动并且由此围绕摆动轴线38旋转。在此，探触元件28首先向着控制凸轮槽26和另外的控制凸轮槽的方向运动，直到构造为栓30的探触元件28的端部与控制凸轮槽26和另外的控制凸轮槽接触为止。当操作杠杆36围绕摆动轴线38继续旋转运动时，构造为栓30的探触元件28沿着控制凸轮槽26和另外的控制凸轮槽滑动。由此该夹紧元件14沿着轴向18向着刀具接收装置62运动。夹紧单元12在此转移到刀具更换模式中。夹紧元件14沿着轴向18向着刀具接收装置62的运动在此与控制凸轮槽26和另外的控制凸轮槽的走向以及操作杠杆36的张角无关。当操作杠杆36围绕摆动轴线38从操作杠杆36的一个贴靠在工具机壳体44上的位置出发运动时该张角被操作杠杆36扫过。

[0031] 图6以图表示出在由操作杠杆36扫过的张角和由操作者施加的用于使夹紧元件14沿着轴向18运动的操作力之间的关系。该图表示出由于控制凸轮槽26和另外的控制凸轮槽的走向和/或几何形状导致的操作力相对于张角不成比例的走向。因此，用于使夹紧元件14沿着轴向18运动的由从作者施加的操作力由于控制凸轮槽26和另外的控制凸轮槽的走向和/或几何形状而与操作杠杆36的张角不成比例。

[0032] 图7以另一个图表示出在由夹紧元件14走过的沿着轴向18的路程与由操作杠杆36扫过的张角之间的关系。该路程的变化曲线由于控制凸轮槽26和另外的控制凸轮槽的走向而相对于张角不成比例。该另外的图表示出路程相对于张角的由于控制凸轮槽26和另外的控制凸轮槽的走向和/或几何形状引起的不成比例的变化曲线。因此，在借助操作单元20操作夹紧元件14时夹紧元件14走过的沿着轴向18的路程由于控制凸轮槽26和另外的控制凸轮槽的走向和/或几何形状而相对于操作杠杆36的张角不成比例。