[发明专利]用于空气弹簧式电动工具的异常扭矩保护机构

说明书

一种电动工具，包括空气弹簧气缸。活塞被能够移动地定位在气缸内，并且驱动器叶片和齿条被附接到活塞。该电动工具包括升降器齿轮，其包括升降器齿轮轮部分和多个齿，该多个齿从升降器齿轮轮部分径向延伸并且被配置成啮合齿条。毂包括第一端和第二端，该第一端被能够操作地连接到电动机输出，该第二端包括毂轮部分。第一容座被设置在升降器齿轮和毂中的一者中，并且第一轴承元件从升降器齿轮和毂中的另一者延伸到第一容座中。第一弹性阻尼器被定位在第一容座内，位于第一轴承元件与第一容座的轴承元件限定部分之间。

技术领域

本公开总体上涉及电动工具，尤其涉及用于结合空气弹簧的电动工具的扭矩保护机构。

背景技术

射钉枪(打钉机)是利用突然施加力来驱动钉子或其它紧固件进入工件中的工具。已经开发出多种机构来提供所需的力，包括所谓的“空气弹簧”。空气弹簧利用气体的可压缩性，该气体可以是空气、氮气等(在本文中简称为“空气”)以储存能量，该能量被释放以强制地移动驱动器，这种强制地移动驱动器进而迫使紧固件进入工件中。具体而言，电动机用于迫使活塞来在气缸内压缩空气。当使用者按压打钉机上的触发器时，活塞被释放并且压缩气体迫使活塞沿着打钉机的工作轴线快速移动。附接到活塞的驱动器因此被驱动到紧固件中，从而将紧固件驱动到工件中。

在许多空气弹簧应用中，使用齿条和小齿轮装置来压缩和释放活塞。在这些设备中，电动机驱动小齿轮，并且小齿轮包括从小齿轮的周边延伸的齿，这些齿与被固定到活塞的齿条啮合，从而迫使活塞压缩气体。为了释放活塞，小齿轮的一部分具有“齿隙”，在其中沿着小齿轮的周边没有设置齿。因此，当使用者按压打钉机的触发器使得小齿轮的在齿隙之前的末齿与齿条啮合时，电动机使小齿轮旋转到该小齿轮的齿不再啮合齿条的位置，从而允许气缸中的气体压力使活塞沿工作轴线移动。

这种类型的设备通常被配置使得一旦小齿轮被电动机旋转以允许活塞被压缩气体移动，电动机简单地继续旋转小齿轮以完成小齿轮的一个完整旋转。相应地，小齿轮的齿隙被选择为使得齿条仅在活塞已经沿着工作轴线完成其行进之后才与小齿轮的第一齿啮合。电动机用于实现小齿轮一周的继续旋转随后沿工作轴线在相反方向上驱动活塞直到小齿轮的在齿隙之前的末齿与齿条啮合，从而利用活塞压缩气体。因此，从序列的开始(按压触发器)直到系统针对下一次按压触发器准备就绪，小齿轮移动完整的一圈。

上文描述的配置在正常操作条件下运行良好。但是，如果驱动器/活塞在压缩气体的动力下没有沿工作轴线行进到设计范围，就会出现问题。例如，如果钉子被卡塞，就会发生这种情况。在这种情况下，电动机继续转动，并且小齿轮被旋转一整圈。但是，由于活塞没有沿着工作轴线完全延伸，当小齿轮的第一齿被旋转到与齿条接触时，该齿在齿条的中点处啮合齿条，而不是在齿条的端部处。因此，活塞在小齿轮完成一整周之前完全缩回。

即使在这些情况下活塞在小齿轮旋转一整圈之前完全缩回，电动机仍继续转动，迫使小齿轮进行整圈旋转。电动机的持续旋转迫使小齿轮齿暂时脱离啮合。在脱离啮合时，气缸中的压缩空气沿工作轴线压迫活塞(并且因此压迫齿条)。同时，电动机旋转小齿轮的另一个齿，使其与正在移动的齿条啮合，从而在小齿轮和齿条之间产生强力冲击。根据最初被截断的活塞冲程的大小，这可以在小齿轮旋转时导致多次冲击，直到小齿轮完成一整圈旋转并且小齿轮的末齿被齿条压紧(impacted)。

小齿轮和齿条的(多次)强力碰撞不仅让使用者感到不安，而且还会产生扭转冲击载荷，该扭转冲击载荷沿着驱动路径从小齿轮传播到打钉机的驱动齿轮中。冲击载荷也被称为“卡塞冲击”，其可以导致打钉机的主驱动/齿轮内的应力断裂，导致灾难性故障。虽然可以提供能够承受卡塞冲击的材料，但是这种材料往往很重，这增加了便携式工具的重量，这在便携式工具中是不希望的。

因此，存在减少和/或消除空气弹簧系统的冲击载荷的需要。

发明内容