CH546615A

CH546615A - Elektrowerkzeug mit einem zweigang-getriebe.

Info

Publication number: CH546615A
Application number: CH1477972A
Authority: CH
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1972-10-10
Filing date: 1972-10-10
Publication date: 1974-03-15

Description

Bei Elektrowerkzeugen werden in zunehmendem Masse mechanische Schaltgetriebe angewandt, um die verfügbare Leistung bei verschiedenen Drehzahlen anwenden zu können.

Die bekannten Elektrowerkzeuge mit mechanischen Schaltgetrieben, vorzugsweise Zweigang-Getrieben, haben ein Motor- und ein Getriebegehäuse, eine Werkzeugspindel und eine mit dem Antrieb dauernd zusammenhängende Vorgelegewelle; sie haben zwei auf der Werkzeugspindel angeordnete Zahnräder, die mit der Vorgelegewelle in Eingriff stehen und wahlweise mit der Werkzeugspindel drehfest verbindbar sind. Die Vorgelegewelle wird vom Motor durch eine Zahnradübersetzung angetrieben.

Die bekannten Elektrowerkzeuge dieser Art sind dementsprechend gross, schwer und teuer. Da die Elektrowerkzeuge immer breiteren Käuferkreisen zugänglich gemacht werden, stellt sich daher die Aufgabe, ein Elektrowerkzeug mit Zweigang-Getriebe zu schaffen, das leichter und billiger ist als die bisher bekannten Elektrowerkzeuge mit Zweigang-Getriebe, und das in seinem Getriebsteil nur unwesentlich grösser ist als ein Elektrowerkzeug ohne Schaltgetriebe. Darüber hinaus sollte wenn möglich das Zweigang-Getriebe unter Last umschaltbar sein und das Elektrowerkzeug eine Sicherheitskupplung aufweisen, die bei Überlastung der Werkzeugspindel diese vom Antrieb trennt.

Die Aufgabe ist gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die Motorwelle als Vorgelegewelle ausgebildet ist. Dabei wird die Motorwelle vorteilhaft an ihrem werkstückseitigen Ende in dem Getriebegehäuse gelagert. Wenn die werkstückseitige Lagerung der Motorwelle als drittes Lager der Motorwelle ausgebildet ist, erhält zweckmässig das Motorwellenende gegenüber der Lagerbohrung ein Radialspiel, so dass sich das Motorwellenende nur bei Belastung in diesem Lager abstützt. Diese Stützlagerausbildung ist besonders einfach ausführbar, wenn die werkstückseitige Lagerung der Motorwelle als Wälzlager ausgebildet ist.

Zweckmässig ist mit der Werkzeugspindel mindestens ein Übertragungsglied drehfest verbunden, um wahlweise das eine oder das andere Zahnrad drehfest mit der Werkzeugspindel zu verbinden. Dabei können die Zahnräder auf der Werkzeugspindel drehbar und verschiebbar geführt und ein Schaltglied vorhanden sein, um die Zahnräder in Richtung der Achse der Werkzeugspindel auf dieser zu verschieben, wobei dieses Schaltglied von der Aussenseite des Elektrowerkzeugs her betätigbar ist. Es kann aber auch das Übertragungsglied auf der Werkzeugspindel längsverschieblich angeordnet sein, während die Zahnräder auf der Werkzeugspindel drehbar und unverschieblich geführt sind und in den einander zugekehrten Stirnflächen eine Anzahl Vertiefungen aufweisen, mit denen Vorsprünge des Übertragungsgliedes in Eingriff bringbar sind.

Dabei sollte ein Schaltglied vorhanden sein, um das Übertragungsglied in Richtung der
Achse der Werkzeugspindel auf dieser zu verschieben. Die Vorsprünge des Übertragungsgliedes können als unter Feder druck stehende Kegel ausgebildet sein und die Flächen der
Vertiefungen der Zahnräder die gleiche Form haben wie die Vorsprünge. Besondere Vorteile bietet eine Anordnung, bei der der Spitzenwinkel der an dem einen Zahnrad wirken den Kegel ein anderer ist als der Spitzenwinkel der an dem anderen Zahnrad wirkenden Kegel.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand zweier in der Zeichnung als Beispiele dargestellter elektrischer Handbolrrmaschinen näher beschrieben und er läutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine elektrische Handbohrmaschine im Aufriss, teilweise geschnitten, mit auf der Werkzeugspindel verschiebbaren Zahnrädern,
Fig. 2 eine elektrische Handbohrmaschine im Aufriss, teilweise geschnitten, mit einem als Sicherheitskupplung ausgebildeten Übertragungsglied.

Im folgenden ist unter werkstückseitig die Richtung zu dem zu bearbeitenden Werkstück hinunter handelsseitig die entgegengesetzte Richtung zu verstehen.

Die in Fig. 1 dargestellte Handbohrmaschine hat ein aus Kunststoff bestehendes Motorgehäuse 1 mit angeformtem Handgriff 2; das Motorgehäuse ist werkstückseitig durch eine metallische Querwand 3 verschlossen, an die werkstückseitig ein metallisches Getriebegehäuse 4 angesetzt ist.

Schrauben 5 verbinden das Getriebegehäuse 4 und die Querwand 3 mit dem Motorgehäuse 1.

In dem Motorgehäuse ist ein elektrischer Antriebsmotor 6 angeordnet, der mittels eines in dem Handgriff 2 untergebrachten Schalters 7 in Betrieb gesetzt werden kann.

Der Motor hat einen Motorläufer 8, der auf einer Motorwelle 9 aufgepresst ist. Werkstückseitig vor dem Motorläufer trägt die Motorwelle 9 einen Lüfter 10. Die Motorwelle 9 ist in der Querwand 3 mit einem Kugellager 11 gelagert.

Werkstückseitig vor der Lagerstelle der Motorwelle 9 ist in diese eine Ritzelverzahnung 12 eingearbeitet, an die sich werkstückseitig eine zweite Ritzelverzahnung 13 kleineren Durchmessers anschliesst. An dem werkstückseitigen Ende ist die Verzahnung 13 der Motorwelle 9 überschliffen, so dass eine mehrfach unterbrochene zylindrische Fläche 14 entstanden ist. Die Fläche 14 der Motorwelle 9 mit einem geringen Radialspiel umgebend ist in das Getriebegehäuse 4 ein Kugellager 15 eingesetzt, gegen das sich bei Belastung die Fläche 14 der Motorwelle 9 abstützen kann.

Parallel zu der Motorwelle 9 ist in dem Getriebegehäuse 4 eine Werkzeugspindel 16 angeordnet. Diese hat an ihrem werkstückseitigen Ende einen Spannfutterträger 17, der an seinem handseitigen Ende ein achsgleiches Sackloch 18 und an seinem werkstückseitigen Ende einen Gewindezapfen 19 aufweist, auf den ein Spannfutter 20 aufgeschraubt werden kann. An dem Spannfutterträger 17 ist die Werkzeugspindel mittels eines Kugellagers 17' in dem Getriebegehäuse gelagert. In das Sackloch 18 ist eine Isolierbüchse 21 gepresst.

In diese ist das werkstückseitige zylindrische Ende 22 einer Getriebewelle 23 der Werkzeugspindel 16 eingepresst. Die Getriebewelle 23 ist mit einem Zapfen 23' handseitig mittels eines Nadellagers 23" in der Querwand 3 gelagert.

In die Getriebewelle 23 der Werkzeugspindel sind quer zu ihrer Längsachse und diese schneidend zwei als Übertragungsglieder dienende Mitnehmerstifte 24 eingesetzt, die jeder beidseitig aus der Getriebewelle hervorstehen. Auf der Getriebewelle sind längsverschieblich und drehbar ein Zahnrad 25 und handseitig vor diesem ein zweites Zahnrad 26 geführt. Die Bohrung der Zahnräder ist an deren beiden einander abgekehrten Enden zylindrisch so erweitert, dass die Zahnräder mit der Erweiterung 25' bzw. 26' über einen der Mitnehmerstifte 24 geschoben werden können, ohne dass dieser die Wand der Erweiterung berührt. Auf der dem anderen Zahnrad zugekehrten Seite sind in die Bohrung der Zahnräder achsparallele Längsnuten 27 eingeformt, in die bei entsprechend verschobenen Zahnrädern die Mitnehmerstifte 24 eingreifen können.

Ein aus Kunststoff bestehendes, im wesentlichen U-förmig ausgebildetes Schaltglied 28 ist in dem Getriebegehäuse parallel zu der Werkzeugspindel und der Motorwelle verschieblich geführt. Mit den beiden Schenkeln des U umfasst es die beiden Zahnräder 25 und 26. Ein in den Steg des Schaltgliedes eingesetzter Griff 29 ragt durch einen Schlitz 30 des Getriebegehäuses ins Freie.

Wird der Griff 29 handseitig verschoben, so verschiebt das Schaltglied 28 die Zahnräder so, dass der handseitige Mitnehmerstift 24 in zwei der Nuten 27 des Zahnrades 26 greift und dieses drehfest mit der Werkzeugspindel verbindet.

Wird der Griff 29 werkstückseitig verschoben, so wird die Verbindung zwischen der Werkzeugspindel und dem Zahnrad 26 gelöst und das Zahnrad 25 drehfest mit der Werkzeugspindel verbunden.

In Fig. 2 der Zeichnung ist eine andere elektrische Handbohrmaschine dargestellt. Diese ist hinsichtlich der Motorwelle, in die zwei Ritzel eingeformt sind, und der Werkseug- spindel gleich aufgebaut wie die Bohrmaschine nach Fig 1.

Auf der Werkzeugspindel sind jedoch zwei Zahnräder 125 und 126 mit axialem Abstand voneinander drehbar gefü'lrt und mittels eines Zwischenringes 150 und dreier Federringe
151 in Längsrichtung festgehalten. Die Zahnräder haben je auf der dem anderen Zahnrad zugekehrten Seite eine Anzahl gleichmässig auf einem Kreis um die Achse des Zahnrades angeordneter innenkegelförmiger Vertiefungen 152.

Die Getriebewelle 123 der Werkzeugspindel 116 weist eine Anzahl achsparalleler Flächen 153 auf, auf denen zwei als Übertragungsglieder ausgebildete Kupplungsscheiben
154, 155 drehfest und längsverschieblich geführt sind. Der
Abstand der Kupplungsscheiben voneinander in Richtung der Achse der Getriebewelle ist durch nicht dargestellte Ver bindungsglieder festgelegt. Auf einem Kreis mit dem gleichen
Durchmesser wie der Kreis, auf dem die Vertiefungen der
Zahnräder angeordnet sind, sind in Öffnungen der Kupp lungsscheiben 154,155 Kupplungskegel 155' so eingesetzt, dass die kleinere Stirnfläche des Kegels dem jeweils benach barten Zahnrad zugekehrt ist. An ihren grösseren Stirn flächen sind die Kupplungskegel 155 durch einen Flansch 156 verbreitert.

Zwischen je zwei Kupplungskegeln, die in die
Kupplungsscheiben eingesetzt sind, ist eine Druckfeder 157 eingespannt, die die Kupplungskegel in Richtung der Zahn räder auseinanderdrückt. Ein Schaltglied 128 greift zwischen die beiden Kupplungsscheiben 154 und kann durch einen
Griff 129 von der Aussenseite der Handbohrmaschine her in Längsrichtung der Handbohrmaschine verschoben werden.

Wird der Handgriff 129 in seine handseitige oder werk stückseitige Endstellung verschoben, so werden die Kupp lungskegel 155' durch die Federn 157 gegen eines der Zahn räder 125, 126 gepresst und gleiten, sobald die sich drehen den Zahnräder in die entsprechende Winkelstellung gelangt sind, in die Vertiefungen 152 eines der Zahnräder. Durch
Verschieben des Handgriffs 129 in seine andere Endlage wird die andere Übersetzung eingeschaltet. Je nach der
Grösse des Spitzenwinkels der Kupplungskegel 155' und der Vertiefungen 152 der Zahnräder und nach der Grösse der Kraft der Federn 157 verbindet die Kupplungsscheibe das betreffende Zahnrad mit der Welle zur Übertragung eines grösseren oder kleineren Grenz-Drehmoments.

Zweck mässig gibt man den in das Zahnrad 125 eingreifenden Kegeln einen anderen Spitzenwinkel als den in das Zahnrad 126 eingreifenden Kegeln; dadurch verfügt die Bohrmaschine bei den zwei Übersetzungen über je ein anderes Grenz-Dreh moment, bei dessen Überschreitung die Kupplung ausrastet.

Durch die Vermeidung einer zusätzlichen Vorgelege welle, deren Arbeitsbereich bei der vorliegenden Erfindung von der Motorwelle mit übernommen ist, sind Elektrowerk zeuge nach der Erfindung billiger, leichter und auch kleiner als vergleichbare bekannte Elektrowerkzeuge. Elektrowerk zeuge nach Fig. 2 lassen sich infolge der Sicherheitskupplung unter Last von einer Übersetzung auf die andere umschalten, wobei die Sicherheitskupplung bei jeder der möglichen zwei Übersetzungen ein dieser angepasstes Grenz-Drehmoment zu übertragen gestattet, bei dessen Überschreiten die Kupplung ausrastet.

Claims

PATENTANSPRUCH

Elektrowerkzeug mit einem Motor- und einem Getriebegehäuse, mit einem Zweigang-Getriebe, einer Werkzeugspindel, einem Motor und einer mit dem Motor dauernd zusammenhängenden Vorgelegewelle, mit zwei auf der Werkzeugspindel angeordneten Zahnrädern, die mit der Vorgelegewelle in Eingriff stehen und wahlweise mit der Werkzeugspindel drehfest verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (9) als Vorgelegewelle ausgebildet ist.

UNTERANSPRÜCHE 1. Elektrowerkzeug nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (9) an ihrem werkstückseitigen Ende in dem Getriebegehäuse gelagert ist.

2. Elektrowerkzeug nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die werkstückseitige Lagerung der Motorwelle als drittes Lager (15) so ausgebildet ist, dass das Motorwellenende gegenüber der Lagerbohrung ein Radialspiel aufweist.

3. Elektrowerkzeug nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die werkstückseitige Lagerung der Motorwelle (9) als Wälzlager (15) ausgebildet ist.

4. Elektrowerkzeug nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Werkzeugspindel (16, 116) mindestens ein Übertragungsglied (24, 154, 155) drehfest verbunden ist, um wahlweise das eine (25, 125) oder das andere (26, 126) Zahnrad drehfest mit der Werkzeugspindel (16, 116) zu verbinden.

5. Elektrowerkzeug nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (25, 26) auf der Werkzeugspindel (16) drehbar und verschiebbar geführt sind und dass ein Schaltglied (28) vorhanden ist, um die Zahnräder (25, 26) in Richtung der Achse der Werkzeugspindel (16) auf dieser zu verschieben, wobei dieses Schaltglied von der Aussenseite des Elektrowerkzeugs her betätigbar ist.

6. Elektrowerkzeug nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (154, 155) auf der Werkzeugspindel (116) längsverschieblich angeordnet ist, dass die Zahnräder (125, 126) auf der Werkzeugspindel (116) drehbar und unverschieblich geführt sind und in den einander zugekehrten Stirnflächen eine Anzahl Vertiefungen (152) aufweisen, mit denen Vorsprünge (155') des Übertragungsgliedes in Eingriff bringbar sind, und dass ein von der Aussenseite des Elektrowerkzeugs her betätigbares Schaltglied (128) vorhanden ist, um das Übertragungsglied in Richtung der Achse der Werkzeugspindel auf dieser zu verschieben.

7. Elektrowerkzeug nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge des Übertragungsgliedes als unter Federdruck stehende Kegel (155') ausgebildet sind und dass die Flächen der Vertiefungen (152) der Zahnräder (125, 126) die gleiche Form haben wie die Vorsprünge (155').

8. Elektrowerkzeug nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Spitzenwinkel der an dem einen Zahnrad (125) wirkenden Kegel ein anderer ist als der Spitzenwinkel der an dem anderen Zahnrad (126) wirkenden Kegel.