CN101745664B

CN101745664B - 手持式电动工具

Info

Publication number: CN101745664B
Application number: CN200910253497.7A
Authority: CN
Inventors: C·H·龙
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2009-12-16
Publication date: 2014-12-31
Anticipated expiration: 2029-12-16
Also published as: US20100149790A1; EP2199024A1; EP2199024B1; CN101745664A; US8496366B2

Abstract

本发明涉及一种手持式电动工具，包括：可绕工具旋转轴线旋转的输出轴；相对于所述输出轴径向地设置的工具壳体部分；用于照亮工具的工作区域的照明元件；邻近所述照明元件定位的透镜；和一盖，该盖将所述透镜和所述照明元件固定到所述工具壳体部分上，其中，所述盖的至少一部分到旋转轴线比所述透镜到旋转轴线更近。

Description

手持式电动工具

技术领域

本发明涉及一种用于对手持式电动工具的工作区域进行照明的装置。手持式电动工具通常包括集成的照明装置，以便允许即便在光线条件差的情况下也能使用。但是，从设计的角度看，同时实现对工作区域的有效照明以及其他的设计目标已经成为一种挑战，因为这些手持式工具也应当是紧凑的、轻的，并且尤其是在无引线工具的情况下是高能效的。

背景技术

一种针对钻削工具/掘进工具(driving tool)的解决方案涉及将小的且重量轻的LED定位得尽可能靠近刀具插件，以便照亮直接相邻的工作区域。例如，US 2008/0074865 A1描述了将载有多个LED单元的PCB环结合到钻机/掘进机的鼻头中。但是，该位置呈现出一定的设计挑战。照明区域倾向于比用更远地定位的光源更小。刀夹和刀具插件可能遮挡光源。如果使用透镜，则透镜的位置靠近工件会使它们遭受污染物和碎屑的可能损害。实际上，工具的鼻头更容易卷入与其它物体例如工件本身的碰撞。在使用期间，刀具插件的动作产生振动。在冲击掘进机的情况下，冲击机构在附近在工具鼻头中产生冲击。这样的振动和冲击可能损害照明组件的稳定性和耐用性。享受邻近的优点而没有相应的缺点将是有利的。

发明内容

描述了一种手持式电动工具，其可以是例如钻机/掘进机或冲击掘进机。该工具设置有：可绕工具旋转轴线旋转的输出轴；相对于所述输出轴径向地设置的工具壳体部分；用于照亮工具的工作区域的照明元件；邻近所述照明元件定位的透镜；和一盖，该盖将所述透镜和所述照明元件固定到所述工具壳体部分上，其中，所述盖的至少一部分到旋转轴线比所述透镜到旋转轴线更近。在这样的配置中，盖实际上可以包围透镜，以便更好地将透镜和照明元件固定到工具的鼻头上。

如果工具壳体部分的至少一部分被定位在所述输出轴和所述透镜之间，则工具壳体部分可以有利地保护照明元件和透镜免受输出轴的影响。与现有技术的设计相比，以这种方式定位刀具壳体部分为照明元件和透镜提供了结构支撑，同时允许这些元件相对于旋转轴线径向向外地运动。

优选地，还设置有至少一个第二照明元件和至少一个第二透镜。多个照明元件具有的优点是消除了由工具鼻头的邻近特征产生的阴影。也就是说，一个照明元件可以照亮落在关于另一个照明元件的阴影中的工件部分。当然，优选的是，每个照明元件都设置有其自己的透镜元件，以便对光束的导向和对照明元件的保护。

如果多个照明元件和多个透镜关于旋转轴线对称地布置，则照明会更均匀地分布在工件上。因为在使用不透明的刀具插件时不可能直接沿着旋转轴线将光定位，所以关于旋转轴线对称地分布的照明元件越多，整个照明图案的均匀性就越好。

优选地，由软的柔性材料形成盖。这将保护工具的鼻头和任何透镜免受与外来物体的碰撞或接触。此外，因为盖与透镜接触并且间接地与照明元件及其支撑构件接触，所以该盖有助于减少对在使用工具的过程中由刀具插件产生的振动的影响。当使用冲击掘进机或其它撞击工具时，盖可以帮助吸收由冲击机构或撞击机构的接合产生的一些冲击。

如果盖基本上包围工具壳体的轴向面和径向面，则不必使用附加元件来将盖固定到壳体上，因为盖能够实现与这些元件的适贴配合(snug fit)。如果该盖由柔性材料制成，则能更好地实现该优点。

为了最好地保护透镜元件，盖被有利地定位成包围每个透镜元件。因此，盖设置有槽，透镜元件可以将来自照明元件的光传送通过该槽。在该配置中，盖的至少一部分定位成比透镜或照明元件或其支撑构件更接近旋转轴线。该配置保证了透镜被良好地固定到工具上，由此防止掉落。这也防止了刮擦对透镜的损坏，所述刮擦否则可能来自于任何角度的靠近。盖中的每个槽优选地与每个透镜元件形成适贴配合以防止污染物和灰尘进入。

为了支撑和定位每个照明元件，每个照明元件都优选地连接到基本上环形的和基本上非柔性的、刚性的支撑构件上。环形保证了这些照明元件与旋转轴线等距离。非柔性特性提供了支撑，使得照明元件即便在使用应力下仍保持固定就位。

有利的是，在支撑构件和所述工具壳体之间设置一个减振构件，该支撑构件保持照明元件，优选是印刷电路板(PCB)。当支撑构件此外由柔性材料制成时，其也可以通过吸收由刀具插件或者由齿轮传动装置或电机引起的振动来保护PCB。如果工具中存在冲击机构或撞击机构，则其也用于衰减可能在PCB上产生应力的冲击。有利的是，支撑构件也由绝缘材料制成，因为其可以作为热障使PCB及其相关元件相对于由齿轮传动装置和电机产生的热相隔绝。

为了定位和更好地支撑减振构件，有利的是，减振构件像支撑构件一样是基本上环形的。

如果透镜与环形的透镜组件元件成为一体，则带有多个透镜部分的复合元件可以便利地形成一个单体的部件。如支撑构件和减振构件一样，优选的是，该单体的透镜组件是环形的。当设置有这样的环形时，盖将有利地覆盖透镜组件的一部分，使得该透镜组件和其它的环形元件正好在工具内。

优选的是具有一个较大的透镜，以便传送更多来自照明元件的光。如果透镜组件具有环形，则透镜优选地形成一个弧形。当直接地设置在照明元件前面时，弧形的透镜可以作为光导管用于分配光束和引导光束通过盖。优选的是，弧长大于或等于所述照明元件的长度的两倍。这仍提供了不带透镜元件的透镜组件部分，该部分可用于被盖施加压力以便固定该透镜组件。

为了容纳和保护这些环形的元件，有利的是，工具壳体，特别是位于工具鼻头中的、相对于输出轴径向地设置的壳体部分，设置有环形腔。因此，在组装过程中，振动元件、支撑构件和照明元件可以便利地定位在该环形腔内。当盖包围壳体部分时，该盖因此起到将这些元件包围在环形腔中的作用。

这具有以下优点：工具壳体可以固定和保护这些元件。如果透镜的至少一部分凹进到环形腔内，则该透镜也受到保护并且被工具壳体更好地固定就位。

相对于现有技术的解决方案，其中照明元件被设置得离刀具配件和旋转轴线非常近，更有利的是使照明元件运动得远些。这产生了总体上较大的照明区并且还减小了由刀具附件和刀具插件引起的阴影和照明遮光的数量。优选地，支撑构件的直径和这样的工具配件的直径的比率大于或等于1.5。

可以在旋转轴向上确定一个在朝着透镜的视线上相对于来自刀具配件的遮挡最近的点。因此，在旋转轴线和所述的视线之间存在一角度，有利的是，该角度大于或等于25度，使得由透镜引起的更大的光锥不受遮挡。优选的是更大的角度，因为更大的角度意味着来自照明元件的更多光将不受遮挡地到达工件。

优选的是，照明元件是发光二极管(LED)单元。LED具有的优点是小的且节能的单元仍然能够发出亮光。LED的特性是，它们也非常耐损坏，并且考虑到它们接近于电动工具的工作端部，这是一个优点。

附图说明

图1是按照本发明的手持式电动工具的鼻头部分的透视图。

图2是图1的手持式电动工具的鼻头部分的剖视图，特定的特征以示意形式示出。

图3是手持式电动工具的一种实施方式的特定子部件的立体分解图。

图4是图2的剖视图的一部分的放大版。

具体实施方式

在图1和2中仅示出了这类用于钻削和/或掘进的手持式电动工具的鼻头部分10。因为这些工具是普通的，所以这些工具的外观与本发明无关，例如手柄、电机和电机壳体没有示出。所述工具可以设置有用于引入AC功率的电源线，或者可以集成固有的或可拆卸的可充电DC电池。

来自电机的扭矩经由小齿轮12传递通过齿轮传动装置14以使中间轴16旋转。因为所示的工具是冲击式掘进机，所以其设置有主要包括撞击器18、弹簧20和铁砧22的常规冲击机构组件，其用于提供高扭矩的冲击。铁砧22与输出轴24形成一体，该输出轴24设置有用于接收刀具插件的腔26。输出轴24绕工具旋转轴线28旋转并且设置有套筒30、弹簧32、锁球34和保持环36，它们一起组成一个用于保持这样的刀具插件的工具配件。

撞击器壳体38基本上包围冲击机构，该撞击器壳体38延伸至与变速箱壳体40搭接(见图2)。可旋转的套圈42围绕变速箱壳体40，用于允许使用者调节手持式工具的冲击机构和/或其它功能特征。存在一个壳体部分44，该壳体部分44与撞击器壳体38邻接但是在冲击机构前面。壳体部分44的内部壳体子部分46包含支撑输出轴24的衬套48。

环形腔52延伸到壳体部分44的轴向面50内，该环形腔52相对于旋转轴线28和旋转轴24同轴。在一个垂直于旋转轴线28的平面中，环形腔52在很大程度上被壳体部分44的远侧壳体子部分56相对于绕壳体部分44的整个周长延伸的径向面54密封。但是，在鼻头部分10的下侧上有一个凹口58，该凹口58在该平面中横穿远侧壳体子部分56。

在环形腔52内密封有一个环形的印刷电路板(PCB)60，该印刷电路板60作为支撑构件用于安装三个起照明元件作用的LED单元62。作为一种替代方式，可以设置两个、四个、五个、六个、七个或甚至更多的LED单元62，但是它们应当绕环形的PCB 60对称地布置。替代地，可以仅仅设置一个单独的LED单元62。虽然该LED单元62可以设置在任何位置，但是优选的是设置在工具鼻头10的下侧上。PCB 60因其特性而是刚性的和坚固的并且形成一个平台，该平台用于与LED单元62建立(未示出的)电连接和用于经由电缆64连接到手持式电动工具的其余电路(见图3)。因此，LED单元62的激活和去激活可以经由电缆64实现。电缆64从PCB 60径向地延伸并且穿过凹部58，由此也用于保持PCB 60在环形腔52内的定向。

可选的但优选的是，在环形PCB 60和环形腔52的底面66之间的空间中设置有一个环形垫68。该垫68作为减振构件用于减振地隔绝环形PCB60。为了使垫能够吸收振动，该垫68优选地由软的、减振的材料制成，例如橡胶、弹性体聚合物、弹性体橡胶、三元乙丙橡胶、或者其它类似的材料。因此，其可以提供热障来使PCB 60与热隔绝，垫68优选地由具有低导热性的材料制成。

在LED单元62前方设置有一个透明环70，该透明环70已经设置有三个透镜部分72，这些透镜部分72折射和引导由LED单元62发出的光。可以设置或多或少的透镜部分72来与LED单元62的数量相应。为了广阔地照亮工件，优选地的是透镜部分72是轻微散光透镜，如在所示的负弯月透镜中的那样。替代地，透镜部分可以被构造成提供光束的轻微会聚或者完全不提供光束的弯曲。为了说明的目的，设置在照明元件附近的透明元件将被认为是“透镜”，即便光束的弯曲很小或没有弯曲，就好像透镜的内表面和外表面具有相同的弯曲形状那样。

因为存在多个LED单元62和透镜部分72，所以发出的光的图案重叠，使得组合的图案的中心部分特别好地被照亮。换句话说，光束在旋转轴线28附近正好在刀具插件可能接触工件的地方叠加。视照明源的不同，对于透镜来说，可能优选的是使光束发散或会聚甚至更多，只要这是以优选集中到图案中心的光束产生基本均匀的照明图案所必须的。

每个透镜部分72是弧形的并且具有的弧长74显著地大于LED单元62的长度76。弧长74与长度76的比率在优选的实施方式中是3，在任何情况下优选大于2，并且产生使光沿着每个透镜部分72的弧形形状分配的光导管效应。透明环70的延伸部78突起到凹部58中并且因此有助于使该部分在环形腔52内定向。

虽然这是优选的，但是PCB 60、垫68和环70都不需要必定呈现完整的环形。它们应当是弧形的，使得它们可以被定位在环形腔52内，但是可以呈现例如大致马蹄形状同时仍能提供用于定向多个LED单元62的平台。

为了提高由开头所述的结构在工件上产生的光的数量和质量，环形元件优选地在直径上比输出轴24和元件、特别是包括其工具附件的套筒30的直径显著地更大。在优选的实施方式中，PCB 60的直径是套筒30的直径82的两倍大(见图4)。这些直径将有助于沿着旋转轴线28确定不受遮挡地接收从透镜部分72发出的光的最近的点84。从该点84到旋转轴24的端面88的距离86在理想情况下小于典型刀具插件的长度。在优选的实施方式中，该距离86是端面88和锁球34中心之间的长度90的几乎1.5倍并且是腔26的宽度92的几乎2倍。应注意，点84也建立了一个角度94，其在该实施例中是35度，但是最小时优选大于25度。

发光组件通过盖96保持在环形腔52内。盖96绕旋转轴线28对称地布置并且具有比衬套48的直径更大的最小直径，使得衬套48在鼻头部分10的前方暴露。从前向后运动，盖96几乎完全绕剩余的鼻头部分10延伸，基本上包围壳体部分44的轴向面50和径向面54以及撞击器壳体38的其它方面暴露的表面的几乎一半。

盖96与设置在透明环70上的两个凸起98适贴配合。因为盖覆盖了这么大的一个壳体表面区域，所以除了盖由能够回弹地挠曲的材料构造而成以便提供在鼻头部分10上的适贴配合这一事实外，不需要其它专门的固定构件来将盖96固定到手持式工具上。软的、柔性材料也具有吸振品质，这有助于保护鼻头部分10免受撞击等。因此，如垫68一样，盖96优选地由软的、减振材料制成，例如橡胶、弹性体聚合物、弹性体橡胶、三元乙丙橡胶、或者其它类似的材料。

槽100设置在盖96上以便为光提供穿过透镜部分72离开的窗口(见图4)。盖96主要通过与透明环70的环形部分102的接触将透明环72(包括其透明部分72)保持到壳体部分44上。因为透明环70邻接PCB 60和垫68，所以这些元件也被盖96保持。槽100邻接透镜部分72以保持障碍，该障碍阻挡光或灰尘进入到盖96和透镜部分72之间。与槽100不同，基底部分104具有比相应的透镜部分72更大的宽度，并且因此横贯环形腔52的整个宽度。

透镜部分72具有显著的轴向厚度并且作为光导管用于引导光束穿过盖96的轴向厚度。为了最大的光通过率，透镜部分72最好设置成与盖96齐平。但是，为了在与工具鼻头10碰撞的情况下更好地保护这些透镜部分72，优选的是将透镜部分72定位成从盖96稍微凹进。盖96的柔性允许槽100附近的部分稍微折叠并且在与外来物体接触时保护透镜部分72。

作为另一种保护免受疏忽大意的碰撞的措施，盖96的、最接近槽100的分散的凹进部分106相对于盖96的其余部分凹进。也就是说，与有限的凹进部分106相比，盖96的主要部分从手持式工具延伸得更远。

Claims

1.一种手持式电动工具，包括：

可绕工具旋转轴线(28)旋转的输出轴(26)；

相对于所述输出轴(26)径向地设置的工具壳体部分(44)；

用于照亮工具的工作区域的照明元件(62)；

邻近所述照明元件(62)定位的透镜(72)；和

盖(96)，其将所述透镜(72)和所述照明元件(62)固定到所述工具壳体部分(44)上；

所述盖(96)的至少一部分到旋转轴线(28)比所述透镜(72)到旋转轴线(28)更近；

其特征在于，所述透镜设置在透明环上，所述照明元件(62)连接到刚性的支撑构件(60)上并且一柔性的减振构件(68)被定位在所述支撑构件(60)和所述工具壳体部分(44)之间。

2.如前列权利要求之一的手持式电动工具，其特征在于，工具壳体部分(44)的至少一部分被定位在所述输出轴(26)和所述透镜(72)之间。

3.如前列权利要求之一的手持式电动工具，其特征在于，所述壳体部分(44)具有环形腔(52)，并且，所述减振构件(68)、所述支撑构件(60)和所述照明元件(62)被定位在所述环形腔(52)内。

4.如权利要求3的手持式电动工具，其特征在于，所述透镜(72)的至少一部分定位在所述环形腔(52)内。

5.如权利要求1、2和4之一的手持式电动工具，其特征在于，所述透镜(72)是基本弧形的。

6.如权利要求5的手持式电动工具，其特征在于，所述透镜(72)的弧长(74)大于或等于所述照明元件(62)的长度(76)的两倍。

7.如权利要求1、2、4和6之一的手持式电动工具，其特征在于，设置有一第二照明元件(62)，并且一第二透镜(72)邻近所述第二照明元件(62)定位。

8.如权利要求1、2、4和6之一的手持式电动工具，其特征在于，所述盖(96)由柔性材料制成。

9.如权利要求1、2、4和6之一的手持式电动工具，其特征在于，所述工具壳体部分(44)具有轴向面(50)和径向面(54)，并且，所述盖(96)基本上包围所述轴向面(50)和所述径向面(54)。

10.如权利要求1、2、4和6之一的手持式电动工具，其特征在于，所述盖(96)设置有槽(100)，所述透镜(72)将来自所述照明元件(62)的光传送通过所述槽(100)。

11.如权利要求1、2、4和6之一的手持式电动工具，其特征在于，设置有一工具配件(30，32，34，36)，用于将刀具插件联接到输出轴(26)上，并且，所述支撑构件(60)的直径(80)和所述工具配件(30，32，34，36)的直径(82)的比率大于或等于1.5。

12.如权利要求1、2、4和6之一的手持式电动工具，其特征在于，在旋转轴线(28)上存在一个具有朝向所述透镜(72)的视线的点，该点最接近于工具壳体部分(44)，并且，在旋转轴线(28)和所述视线之间形成的角度(94)大于或等于25度。