DE102004001251A1 - Power transmission device with automatic speed switching mechanism - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftübertragungsvorrichtung, die in Abhängigkeit von einer externen Last automatisch die Drehzahl und damit das Antriebsdrehmoment umschaltet. Die Kraftübertragungsvorrichtung umfasst einen Rahmen 1, welcher ein Getriebe 3 und einen Drehmomentrückmeldemechanismus 2 aufnimmt. Der Drehmomentrückmeldemechanismus 2 umfasst ein dem Drehmoment entgegenwirkendes Element, so dass, wenn die Drehmomentlast kleiner als das vom Element ausgeübte Gegendrehmoment ist, der Drehzahlreduktionsmechanismus des Getriebes 3 in einer ersten Stufe mit hoher Drehzahl und niedrigem Drehmoment gehalten wird. Wenn die Drehmomentlast größer als das Gegendrehmoment ist, dann drückt ein Gleitring 23 des Drehmomentrückmeldemechanismus 2 derart auf ein Schaltzahnrad 33, dass der Drehzahlreduktionsmechanismus in eine zweite Stufe mit niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment umschaltet. Der Drehzahlreduktionsmechanismus schaltet automatisch die Drehzahl um, wenn sich die Drehmomentlast erhöht oder verringert, so dass die mechanische Leistungsfähigkeit des Getriebes verbessert ist.The invention relates to a power transmission device which automatically switches the speed and thus the drive torque in response to an external load. The power transmission device comprises a frame 1 which receives a transmission 3 and a torque feedback mechanism 2. The torque feedback mechanism 2 includes a torque-counteracting member such that when the torque load is less than the counter-torque exerted by the member, the speed reduction mechanism of the transmission 3 is maintained in a first stage at high speed and low torque. When the torque load is greater than the counter torque, a sliding ring 23 of the torque feedback mechanism 2 presses on a shift gear 33 such that the speed reduction mechanism shifts to a low speed, high torque second stage. The speed reduction mechanism automatically switches the speed when the torque load increases or decreases, so that the mechanical performance of the transmission is improved.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftübertragungsvorrichtung, welche zum ändern der Position eines Schaltzahnrades einen Drehmomentrückmeldemechanismus aufweist, um die Drehzahl der Übertragungsvorrichtung bzw. des Getriebes zu ändern. Wenn sich die Last ändert, dann wird die Drehzahl des Getriebes automatisch auf einen geeigneten Wert umgeschaltet.The present invention relates a power transmission device, which to change the position of a shift gear, a torque feedback mechanism has the speed of the transmission device or the transmission to change. When the load changes, then the speed of the transmission is automatically adjusted to a suitable one Value switched.

Eine herkömmliche Kraftübertragungsvorrichtung, insbesondere für elektrisch angetriebene, drehende Werkzeuge, wie beispielsweise elektrische Bohrmaschinen und Elektroschraubendreher, umfassen ein mehrstufiges Kraftübertragungsgetriebe. Es ist ein Drehzahlreduktionsmechanismus vorgesehen, um mehrere Drehzahlen zur Verfügung zu stellen, wobei den mehreren Stufen jeweilige Drehmomentänderungen zugeordnet sind. Der Drehzahlreduktionsmechanismus umfasst im wesentlichen ein System aus Planetenzahnrädern und Kupplungs- oder Antriebselementen, welche zum Umschalten der Drehzahl zwischen den verschiedenen Stufen manuell betätigbar sind. Aufgrund der manuellen Bedienung muss eine Bedienungsperson den Zustand des Werkzeugs beurteilen und entscheiden, wann der Drehzahlreduktionsmechanismus zu betätigen ist, um das gewünschte Drehmoment oder die gewünschte Drehzahl zu erzielen. Die manuelle Bedienung ist jedoch offensichtlich kein geeigneter Weg, um den Antriebsmotor effizient zu betreiben.A conventional power transmission device, especially for electrically driven, rotating tools, such as electric drills and electric screwdrivers, include multi-stage transmission. There is a speed reduction mechanism provided to several Speeds available to provide the multiple stages respective torque changes assigned. The speed reduction mechanism essentially comprises a system of planetary gears and clutch or drive elements, which are used to switch the speed Manually operated between the different stages. Due to the manual Operation requires an operator to assess the condition of the tool and decide when to operate the speed reduction mechanism the wished Torque or the desired To achieve speed. Manual operation is obvious no suitable way to operate the drive motor efficiently.

Daher ist es wünschenswert, zum Umschalten der Drehzahl einer Übertragungsvorrichtung einen automatischen Mechanismus auf der Basis der Drehmomentlastzu haben, um den Betrieb der Übertragungsvorrichtung zu optimieren.Therefore, it is desirable to switch the speed of a transmission device an automatic mechanism based on the torque load have to stop the operation of the transfer device to optimize.

Erfindungsgemäß wird ein automatischer Drehzahlschaltmechanismus für eine Kraftübertragungsvorrichtung mit einem Übertragungsmechanismus bzw. Getriebe zur Verfügung gestellt, welche einen Drehmomentrückmeldemechanismus enthält. Der Drehmomentrückmeldemechanismus umfasst ein Schubrad und einen Gleitring, welcher mit dem Schubrad in Eingriff steht. Es ist eine C-förmige Klammer und eine Kompressionsfeder vorgesehen, wobei letztere über den Rahmen passend ausgebildet und zwischen Stegen des Rahmens und der Klammer gehalten ist. Die Winkelposition des Schubrades ist durch eine Torsionsfeder begrenzt, die am Rahmen befestigt ist. Der Gleitring ist im Rahmen begrenzt axial verschiebbar. Der Übertragungsmechanismus umfasst ein Schaltzahnrad, welches eine Innenverzahnung aufweist, die mit ersten Planetenzahnrädern und zweiten Planetenzahnrädern in Eingriff bringbar ist. Das Schaltzahnrad umfasst eine ringförmige Nut, in die mehrere Stifte auf der Klammer eingreifen, um das Schaltzahnrad in einer ersten Stufe mit hoher Drehzahl und niedrigem Drehmoment zu halten, während das Schaltzahnrad mit den beiden Planetenzahnrädern in Eingriff steht, oder um das Schaltzahnrad in einer zweiten Stufe mit niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment zu halten, während das Schaltzahnrad nur mit den zweiten Planetenzahnrädern in Eingriff steht. Wenn die Drehmomentlast auf dem Schubrad kleiner ist als die Kraft der Torsionsfeder und der Kompressionsfeder, dann wird das Schaltzahnrad in der ersten Stufe gehalten und dreht sich gleich schnell mit den beiden Planetenzahnrädern. Wenn die Drehmomentlast größer ist als die Kraft der Torsionsfeder und der Kompressionsfeder, dann dreht das Schubrad und drückt mit den schrägen Flächen auf den Gleitring, so dass der Gleitring das Schaltzahnrad in die zweite Stufe drückt, bei der sich aufgrund des Eingriffs der Erhebungen auf dem Rahmen mit den Kerben des Schaltzahnrads das Schaltzahnrad nicht drehen kann. Der Drehzahlreduktionsmechanismus des Getriebes schaltet auto matisch die Drehzahl um, wenn die Drehmomentlast ansteigt oder abfällt, so dass die mechanische Leistungsfähigkeit des Getriebes verbessert ist.According to the invention, an automatic speed switching mechanism for one Power transmission device with a transmission mechanism or gear available which includes a torque feedback mechanism. Of the Torque feedback mechanism includes a push wheel and a slip ring, which with the push wheel engaged. It is a C-shaped clamp and a compression spring provided, the latter over formed the frame fitting and between webs of the frame and the clamp is held. The angular position of the push wheel is bounded by a torsion spring which is attached to the frame. The sliding ring is limited axially displaceable in the frame. The transmission mechanism comprises a switching gear, which has an internal toothing, the first planetary gears and second planetary gears can be brought into engagement. The shift gear comprises an annular groove, in which several pins engage on the bracket to the shift gear in a first stage with high speed and low torque to hold while the shift gear is engaged with the two planetary gears, or around the shift gear in a second stage at low speed and to maintain high torque while the shift gear only with the second planetary gears engaged. When the torque load on the push wheel becomes smaller is called the force of the torsion spring and the compression spring, then will held the shift gear in the first stage and turns the same fast with the two planetary gears. When the torque load is greater than the force of the torsion spring and the compression spring, then turns the push wheel and pushes with the oblique surfaces on the slip ring, so that the slip ring the shift gear in the second stage presses, due to the engagement of the surveys on the frame with the notches of the shift gear, do not turn the shift gear can. The speed reduction mechanism of the transmission automatically switches the speed around, when the torque load increases or decreases, so that mechanical performance of the transmission is improved.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:The invention is explained below closer to the drawing explained. This shows in:

1 eine Explosionsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftübertragungsvorrichtung, 1 an exploded view of a preferred embodiment of a power transmission device according to the invention,

2 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Kraftübertragungsvorrichtung in einer ersten Stufe, welche einen Zustand mit hoher Drehzahl und niedrigem Drehmoment darstellt, 2 a sectional view of the power transmission device according to the invention in a first stage, which represents a state of high speed and low torque,

3 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Kraftübertragungsvorrichtung in einer zweiten Stufe, welche einen Zustand mit niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment darstellt, und 3 a sectional view of the power transmission device according to the invention in a second stage, which represents a state of low speed and high torque, and

4 ein Schubrad der Kraftübertragungsvorrichtung, welches mit einem Gleitring in Eingriff steht. 4 a push wheel of the power transmission device, which engages with a sliding ring.

Wie insbesondere aus den 1 und 2 ersichtlich, umfasst eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftübertragungsvorrichtung einen Rahmen 1, einen Drehmomentrückmeldemechanismus 2 und einen Übertragungsmechanismus bzw. ein Getriebe 3. Der Rahmen umfasst ein zylindrisches Gehäuse, welches eine Hohlkammer 11 ausbildet und mehrere Erhebungen 11a aufweist, die sich von einer Innenfläche der Kammer 11 einwärts erheben. In der Wand des Rahmens 1 sind mehrere Langlöcher 12 in Längsrichtung ausgebildet. Mehrere Stege 13 erheben sich von einer Außenfläche des Rahmens 1. An einem offenen Ende der Kammer 11 ist in der Wand des Rahmens 1 ein Schlitz 14 ausgebildet. In der Wand des Rahmens 1 sind mehrere Axialnuten 15 ausgebildet.As in particular from the 1 and 2 As can be seen, a preferred embodiment of a power transmission device according to the invention comprises a frame 1 , a torque feedback mechanism 2 and a transmission mechanism or a transmission 3 , The frame comprises a cylindrical housing, which is a hollow chamber 11 trains and several surveys 11a which extends from an inner surface of the chamber 11 to raise inwards. In the wall of the frame 1 are several slots 12 formed in the longitudinal direction. Several bars 13 rise from an outer surface of the frame 1 , At an open end of the chamber 11 is in the wall of the frame 1 a slot 14 educated. In the wall of the frame 1 are several axial grooves 15 educated.

Der Drehmomentrückmeldemechanismus 2 umfasst eine Torsionsfeder 21, ein Schubrad 22, einen Gleitring 23, eine C-förmige Klammer 24 und eine Kompressionsfeder 25. Das Schubrad 22 weist mehrere trapezförmige Blöcke 22a auf, die an einer Außenseite desselben ausgebildet sind. Auf einem Innenumfang des Schubrades 22 ist eine Innenverzahnung 22b ausgebildet. Auf der Außenfläche des Schubrades 22 ist in Längsrichtung eine Oberflächennut 22c ausgebildet. Auf dem Gleitring 23 sind mehrere trapezförmige Abschnitte 23a ausgebildet. Mehrere Rippen 23b sind auf einer Außenfläche des Gleitrings 23 ausgebildet. Der Gleitring 23 ist in der Kammer 11 des Rahmens 1 aufgenommen und passt über das Schubrad 22 mit den trapezförmigen Abschnitten 23a, welche in die trapezförmigen Blöcke 22a des Schubrades 22 eingreifen, wobei die Rippen 23b in den Axialnuten 15 des Rahmens 1 aufgenommen sind, wodurch der Gleitring 23 innerhalb der Kammer 11 des Rahmens 1 in Längsrichtung bewegbar ist. Auf einer Außenfläche der Klammer 24 sind mehrere Halterungen 24a angeordnet und mehrere Stiftlöcher 24b sind durch die Klammer 24 hindurch greifend vorgesehen und mit den Langlöchern 12 des Rahmens 1 korrespondierend angeordnet. Jedes Stiftloch 24b nimmt einen Stift 24c auf. Die Kompressionsfeder 25 ist über den Rahmen 1 passend ausgebildet und ist zwischen den Stegen 13 des Rahmens 1 und den Halterungen 24a der Klammer 24 gehalten. Die Kompressionsfeder 25 wird durch die Bewegung der Klammer 24 in Axialrichtung deformiert, um eine Kraft in Längsrichtung zur Verfügung zu stellen. Die Torsionsfeder 21 hat ein erstes Ende 21a, welches mit der Oberflächennut 22c des Schubrades 22 in Eingriff steht, und ein zweites Ende 21b, welches mit dem Schlitz 14 des Rahmens 1 in Eingriff steht, um elastisch eine Relativposition zwischen dem Schubrad 22 und dem Rahmen 1 aufrecht zu halten.The torque feedback mechanism 2 includes a torsion spring 21 , a push wheel 22 , a sliding ring 23 , a C-shaped bracket 24 and a compression spring 25 , The push wheel 22 has several trapezoidal blocks 22a on, which are formed on an outer side thereof. On an inner circumference of the push wheel 22 is an internal toothing 22b educated. On the outer surface of the push wheel 22 is a surface groove in the longitudinal direction 22c educated. On the slip ring 23 are several trapezoidal sections 23a educated. Several ribs 23b are on an outer surface of the sliding ring 23 educated. The sliding ring 23 is in the chamber 11 of the frame 1 recorded and fits over the push wheel 22 with the trapezoidal sections 23a which are in the trapezoidal blocks 22a the push wheel 22 intervene, the ribs 23b in the axial grooves 15 of the frame 1 are absorbed, causing the sliding ring 23 inside the chamber 11 of the frame 1 is movable in the longitudinal direction. On an outer surface of the bracket 24 are several brackets 24a arranged and several pinholes 24b are through the bracket 24 provided by cross and with the oblong holes 12 of the frame 1 arranged correspondingly. Every pin hole 24b takes a pen 24c on. The compression spring 25 is over the frame 1 suitably trained and is between the webs 13 of the frame 1 and the brackets 24a the bracket 24 held. The compression spring 25 is due to the movement of the bracket 24 deformed in the axial direction to provide a force in the longitudinal direction. The torsion spring 21 has a first end 21a , which with the surface groove 22c the push wheel 22 engaged and a second end 21b which with the slot 14 of the frame 1 is engaged to elastically a relative position between the push wheel 22 and the frame 1 keep upright.

Das Getriebe 3 umfasst ein Eingangszahnrad 31, ein vorderes Drehzahlreduktionszahnrad 32, ein Schaltzahnrad 33 und ein hinteres Drehzahlreduktionszahnrad 34. Das Eingangszahnrad 31 ist mit einem nicht dargestellten Antrieb verbunden. Das vordere Drehzahlreduktionszahnrad 32 umfasst eine Außenverzahnung, mehrere Planetenzahnräder 32a, die drehend an einer Seite des vorderen Drehzahlreduktionszahnrades 32 angeordnet sind, sowie ein Antriebszahnrad 32b, welches zum Übertragen von mechanischer Antriebskraft an des hintere Drehzahlreduktionszahnrad 34 an einer gegenüberliegenden Seite des vorderen Drehzahlreduktionszahnrades 32 angeordnet ist. Die Planetenzahnräder 32a greifen sowohl in die Innenverzahnung 22b des Schubrades 22 als auch in das Eingangszahnrad 31 ein, so dass ein Planeten-Drehzahlreduktionssystem ausgebildet ist. Das Schalt zahnrad 33 weist eine Innenverzahnung auf und an einer Außenfläche des Schaltzahnrades 33 sind ringförmige Nuten 33a ausgebildet. Auf der Außenfläche des Schaltzahnrades 33 sind an einem Ende desselben mehrere Kerben 33b ausgebildet. Die Stifte 24c erstrecken sich durch die Langlöcher 12 im Rahmen 1 und greifen in die ringförmigen Nuten 33a. Die Erhebungen 11a des Rahmens 1 können wahlweise in die Kerben 33b eingreifen, um das Schaltzahnrad 33 in der Kammer 11 des Rahmens 1 im Zustand niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment zu fixieren. Das hintere Drehzahlreduktionszahnrad 34 ist eine runde Scheibe auf deren einer Seite mehrere Planetenzahnräder 34a drehbar befestigt sind. Auf der gegenüberliegenden Seite der runden Scheibe ist ein Ausgangszahnrad 34b angeordnet. Die Planetenzahnräder 34a greifen in das Antriebszahnrad 32b und die Innenverzahnung des Schaltzahnrades 33 ein, so dass ein Planeten-Drehzahlreduktionsmechanismus ausgebildet ist.The gear 3 includes an input gear 31 , a front speed reduction gear 32 , a shift gear 33 and a rear speed reduction gear 34 , The input gear 31 is connected to a drive, not shown. The front speed reduction gear 32 includes an outer toothing, multiple planetary gears 32a Turning on one side of the front speed reduction gear 32 are arranged, and a drive gear 32b , which is used to transmit mechanical driving force to the rear speed reduction gear 34 on an opposite side of the front speed reduction gear 32 is arranged. The planetary gears 32a grip both in the internal teeth 22b the push wheel 22 as well as in the input gear 31 a, so that a planetary speed reduction system is formed. The shift gear 33 has an internal toothing and on an outer surface of the switching gear 33 are annular grooves 33a educated. On the outer surface of the shift gear 33 are at one end of the same several notches 33b educated. The pencils 24c extend through the slots 12 as part of 1 and engage in the annular grooves 33a , The surveys 11a of the frame 1 can optionally in the notches 33b engage the shift gear 33 in the chamber 11 of the frame 1 in the state of low speed and high torque to fix. The rear speed reduction gear 34 is a round disc on one side of several planetary gears 34a are rotatably mounted. On the opposite side of the round disc is an output gear 34b arranged. The planetary gears 34a engage in the drive gear 32b and the internal teeth of the shift gear 33 a, so that a planetary speed reduction mechanism is formed.

Die Kammer 11 nimmt das Getriebe 3 und den Drehmomentrückmeldemechanismus 2 nacheinander auf. In einer ersten Stufe, welche in der dargestellten Ausführungsform einen Zustand mit hoher Drehzahl und niedrigem Drehmoment darstellt, wird die Klammer 24 von der Kompressionsfeder 25 in einer Anfangsposition gehalten, bei der die Stifte 24c in einem oberen Abschnitt der Langlöcher 12 angeordnet sind. Aufgrund des Eingriffs zwischen den Stiften 24c und den ringförmigen Nuten 33a des Schaltzahnrades 33, ist das Schaltzahnrad 33 bzgl. des Rahmens 1 an einer obersten Position gehalten. Hierdurch greifen die trapezförmigen Blöcke 22a des Schubrades 22 und die trapezförmigen Abschnitte 23a des Gleitringes vollständig ineinander. Die Winkelposition des Schubrades 22 relativ zum Rahmen 1 wird von der Torsionsfeder 21 gehalten, während die axiale Position des Gleitringes 23 durch das Schaltzahnrad 33 gehalten wird, welches von der Kompressionsfeder gehalten ist.The chamber 11 takes the gear 3 and the torque feedback mechanism 2 one after the other. In a first stage, which in the illustrated embodiment represents a high speed, low torque state, the clamp becomes 24 from the compression spring 25 held in an initial position at which the pins 24c in an upper section of the oblong holes 12 are arranged. Due to the engagement between the pins 24c and the annular grooves 33a of the shift gear 33 , is the shift gear 33 regarding the frame 1 held in an uppermost position. This will grip the trapezoidal blocks 22a the push wheel 22 and the trapezoidal sections 23a of the slide ring completely into each other. The angular position of the push wheel 22 relative to the frame 1 is from the torsion spring 21 held while the axial position of the slip ring 23 through the shift gear 33 is held, which is held by the compression spring.

Wenn, wie aus 3 und 4 ersichtlich, ein hohes Drehmoment benötigt wird, dann erhöht das Eingangszahnrad 31 des Getriebes 3 das an das vordere Drehzahlreduktionszahnrad 32 übertragene Drehmoment, was wiederum bewirkt, dass die Planetenzahnräder 32a des vorderen Drehzahlreduktionszahnrades 32 ein Reaktionsdrehmoment in Gegenrichtung auf die Innenverzahnung 22b des Schubrades 22 ausüben, so dass das Schubrad 22 gedreht wird. Der Drehung des Schubra des 22 wirkt jedoch die Kraft der Torsionsfeder 21 sowie der Kompressionsfeder 25 entgegen. Das Schubrad 22 dreht sich daher nur dann, wenn die Kraft der Torsionsfeder 21 sowie die Kraft der Kompressionsfeder überwunden werden. Schräge Seitenflächen der trapezförmigen Blöcke 22a des Schubrades 22 induzieren eine nockenartige Bewegung auf abgeschrägten Seitenflächen der trapezförmigen Abschnitte 23a des Gleitringes 23, wodurch aufgrund der nockenartigen Bewegung der abgeschrägten Seitenflächen der Trapeze 22a und 23a und geführt durch den Eingriff zwischen den Rippen 23b und den Axialnuten 15 eine axiale Bewegung des Gleitringes 23 erzwungen wird, wenn das Reaktionsdrehmoment des Schubrades 22 groß genug ist. Der Gleitring 23 drückt auf das Schaltzahnrad 33, welches aufgrund des Eingriffes zwischen den Stiften 24c und der ringförmigen Nut 33a die Klammer 24 zu einer entsprechend gleichzeitigen axialen Bewegung antreibt. Die Klammer 24 ist elastisch von der Kompressionsfeder 25 vorgespannt und es wird eine Gegenkraft gegen die Bewegung der Klammer 24 induziert. Wenn unter diesen Umständen das von dem vorderen Drehzahlreduktionszahnrad 32 auf das Schubrad 22 aufgebrachte Drehmoment einen vorbestimmten Schwellwert erreicht, dann bewegt sich der trapezförmige Abschnitt 23a des Gleitringes 23 entlang der schrägen Seiten des trapezförmigen Blockes 22a des Schubrades 22, was den Gleitring 23 vom Schubrad 22 weg bewegt. Dies löst den Eingriff des Schaltzahnrades 33 mit dem vorderen Drehzahlreduktionszahnrad 32 und das Schaltzahnrad 33 kämmt nunmehr nur noch mit den Planetenzahnrädern 34a. Dies erzielt eine weitere Drehzahlreduktion und auf das Ausgangszahnrad 34b wirkt ein maximales Drehmoment. Das Schaltzahnrad erreicht nun die unterste Position, bei der die Kerben 33b in die Erhöhungen 11a in der Kammer 11 des Rahmens 1 eingreifen und dadurch das Schaltzahnrad 33 fixieren.If, how out 3 and 4 As can be seen, a high torque is needed, then increases the input gear 31 of the transmission 3 that to the front speed reduction gear 32 transmitted torque, which in turn causes the planetary gears 32a of the front speed reduction gear 32 a reaction torque in the opposite direction to the internal teeth 22b the push wheel 22 exercise, so the push wheel 22 is turned. The rotation of the Schubra of 22 However, the force of the torsion spring acts 21 and the compression spring 25 opposite. The push wheel 22 therefore only turns when the force of the torsion spring 21 and overcome the force of the compression spring. Sloping side surfaces of the trapezoidal blocks 22a the push wheel 22 induce a cam-like movement on beveled side surfaces of the trapezoidal sections 23a of the sliding ring 23 , which due to the cam-like movement of the bevelled side surfaces of the trapeze 22a and 23a and guided by the engagement between the ribs 23b and the axial grooves 15 an axial movement of the slide ring 23 is forced when the reaction torque of the push wheel 22 is big enough. The sliding ring 23 presses on the shift gear 33 , which due to the engagement between the pins 24c and the annular groove 33a the clip 24 to a corresponding simultaneous axial movement drives. The clip 24 is elas table from the compression spring 25 biased and it becomes a drag against the movement of the bracket 24 induced. If under these circumstances, that of the front speed reduction gear 32 on the push wheel 22 applied torque reaches a predetermined threshold, then moves the trapezoidal section 23a of the sliding ring 23 along the sloping sides of the trapezoidal block 22a the push wheel 22 what the sliding ring 23 from the push wheel 22 moved away. This triggers the engagement of the shift gear 33 with the front speed reduction gear 32 and the shift gear 33 now only meshes with the planetary gears 34a , This achieves a further speed reduction and on the output gear 34b acts a maximum torque. The shift gear now reaches the lowest position where the notches 33b in the raises 11a in the chamber 11 of the frame 1 engage and thereby the shift gear 33 fix.

Das Schaltdrehmoment, bei dem der Drehzahlreduktionsmechanismus umschaltet, wird von der Torsionsfeder 21 und der Kompressionsfeder 25 bestimmt. Durch Austausch der Federn 21 und 25 durch Federn mit anderen Federkonstanten kann dieses Schaltdrehmoment geändert werden.The shift torque at which the speed reduction mechanism switches is provided by the torsion spring 21 and the compression spring 25 certainly. By replacing the springs 21 and 25 by springs with different spring constants, this switching torque can be changed.

Die automatische Umschaltvorrichtung kann als Kraftübertragungsvorrichtung für elektrische Bohrmaschinen verwendet werden. Wenn beim Bohren ein niedriges Drehmoment benötigt wird, dann kann das auf das Schubrad 22 von dem vorde ren Drehzahlreduktionszahnrad 32 ausgeübte Drehmoment die Gegenkraft der Torsionsfeder 21 und der Kompressionsfeder 25 nicht überwinden, so dass sich das Schubrad 22 nicht dreht. Der Gleitring 23 und das Schaltzahnrad 33 werden in der ersten Drehzahlstufe gehalten. Das Schaltzahnrad 33 kämmt mit den Planetenzahnrädern 34a des hinteren Drehzahlreduktionszahnrades 34 und mit dem vorderen Drehzahlreduktionszahnrad 32. Das Schaltzahnrad 33 rotiert gleich schnell mit dem vorderen Drehzahlreduktionszahnrad 32 und dem hinteren Drehzahlreduktionszahnrad 34. Im Ergebnis ergibt sich ein Maximalwert der Kurve von Drehmoment über Drehzahl. Wenn ein hohes Drehmoment benötigt wird, erhöht des Eingangszahnrad 31 das Drehmoment nach und nach und das auf das Schubrad 22 von dem vorderen Drehzahlreduktionszahnrad 32 ausgeübte Drehmoment überwindet die Gegenkraft von der Torsionsfeder 21 und der Kompressionsfeder 25. Das Schubrad 22 dreht sich, wenn sich das Drehmoment erhöht und sich der Gleitring 23 sowie das Schaltzahnrad 33 in ihrer untersten Position befinden. Das Schaltzahnrad 33 wird vom kämmenden Eingriff mit dem vorderen Drehzahlreduktionszahnrad 32 gelöst und kämmt nur noch mit den Planetenzahnrädern 34a des hinteren Drehzahlreduktionszahnrades 34. Aufgrund des Eingriffs der Kerben 33b mit den Erhebungen 11a kann sich das Schaltzahnrad 33 nicht mehr drehen. Dies stellt die zweite Drehzahlstufe zur Verfügung und im Ergebnis ergibt sich ein Maximalwert der Kurve von Drehmoment über Drehzahl.The automatic switching device can be used as a power transmission device for electric drills. If low torque is required during drilling, then this can be done on the push wheel 22 from the prede ren speed reduction gear 32 applied torque the reaction force of the torsion spring 21 and the compression spring 25 do not overcome, so that the push wheel 22 not turning. The sliding ring 23 and the shift gear 33 are kept in the first speed level. The shift gear 33 meshes with the planetary gears 34a the rear speed reduction gear 34 and with the front speed reduction gear 32 , The shift gear 33 rotates equally fast with the front speed reduction gear 32 and the rear speed reduction gear 34 , The result is a maximum value of the curve of torque over speed. When high torque is needed, the input gear increases 31 the torque gradually and that on the push wheel 22 from the front speed reduction gear 32 applied torque overcomes the reaction force of the torsion spring 21 and the compression spring 25 , The push wheel 22 turns when the torque increases and the sliding ring 23 and the shift gear 33 in their lowest position. The shift gear 33 is the meshing engagement with the front speed reduction gear 32 solved and only combs with the planetary gears 34a the rear speed reduction gear 34 , Due to the engagement of the notches 33b with the surveys 11a can the shift gear 33 do not turn anymore. This provides the second speed level and, as a result, a maximum value of the torque versus speed curve is obtained.

Zusammenfassend stellt die Erfindung eine Kraftübertragungsvorrichtung zur Verfügung, die in Abhängigkeit von einer externen Last automatisch die Drehzahl und damit das Antriebsdrehmoment umschaltet. Die Kraftübertragungsvorrichtung umfasst einen Rahmen 1, welcher ein Getriebe 3 und einen Drehmomentrückmeldemechanismus 2 aufnimmt. Der Drehmomentrückmeldemechanismus 2 umfasst ein dem Drehmoment entgegen wirkendes Element, so dass wenn die Drehmomentlast kleiner als das vom Element ausgeübte Gegendrehmoment ist, der Drehzahlreduktionsmechanismus des Getriebes 3 in einer ersten Stufe mit hoher Drehzahl und niedrigem Drehmoment gehalten wird. Wenn die Drehmomentlast größer als das Gegendrehmoment ist, dann drückt ein Gleitring 23 des Drehmomentrückmeldemechanismus 2 derart auf ein Schaltzahnrad 33, dass der Drehzahlreduktionsmechanismus in eine zweite Stufe mit niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment umschaltet. Der Drehzahlreduktionsmechanismus schaltet au tomatisch die Drehzahl um, wenn sich die Drehmomentlast erhöht oder verringert, so dass die mechanische Leistungsfähigkeit des Getriebes verbessert ist.In summary, the invention provides a power transmission device that automatically switches the speed and thus the drive torque in response to an external load. The power transmission device comprises a frame 1 , which is a gearbox 3 and a torque feedback mechanism 2 receives. The torque feedback mechanism 2 includes a torque-counteracting member such that when the torque load is less than the counter-torque exerted by the member, the speed reduction mechanism of the transmission 3 held in a first stage at high speed and low torque. If the torque load is greater than the counter torque then a slip ring presses 23 the torque feedback mechanism 2 such on a shift gear 33 in that the speed reduction mechanism switches to a low speed, high torque second stage. The speed reduction mechanism automatically switches the speed when the torque load increases or decreases, so that the mechanical performance of the transmission is improved.

Claims (2)

Kraftübertragungsvorrichtung, folgendes umfassend: einen Rahmen (1) mit mehreren Langlöchern (12) in dessen Wandung, mehreren Axialnuten (15), welche in einer Wandung des Rahmens (1) ausgebildet sind, einer Erhebung (11a), welche sich von einer Innenfläche des Rahmens (1) erhebt, und einem Steg (13), welcher an einer Außenfläche des Rahmens (1) ausgebildet ist; ein Getriebe (3) mit einem Schaltzahnrad (33), welches eine mit ersten Planetenzahnrädern (32a) und zweiten Planetenzahnrädern (34a) in Eingriff bringbare Innenverzahnung aufweist, wobei die ersten Planetenzahnräder (32a) eine Außenverzahnung und das Schaltzahnrad (33) an seinem Außenumfang eine ringförmige Nut (33a) aufweisen, wobei das Schaltzahnrad (33) an seinem Außenumfang mehrere Kerben (33b) aufweist, welche mit den Erhebungen (11a) des Rahmens (1) in Eingriff bringbar sind; einen Drehmomentrückmeldemechanismus (2) mit einem Schubrad (22) und einem Gleitring (23), wobei sowohl das Schubrad (22) als auch der Gleitring (23) jeweils mehrere schräge Flächen aufweist, einer C-förmigen Klammer (24) und einer Kompressionsfeder (25), welche an dem Rahmen (1) befestigt und von den Stegen (13) des Rahmens (1) sowie der Klammer (24) begrenzt ist, wobei der Gleitring (23) Rippen (23b) aufweist, die in die Axialnuten (15) des Rahmens (1) eingreifen, so dass der Gleitring entlang der Axialnuten (15) axial bewegbar ist, wobei die Klammer (24) mehrere Stifte (24c) aufweist, welche sich durch die Langlöcher (12) des Rahmens (1) erstrecken und in die ringförmige Nut (33a) des Schaltzahnrades (33) eingreifen, um das Schaltzahnrad (33) wahlweise in einer obersten Position, bei der das Schaltzahnrad (33) mit den ersten Planetenzahnrädern (32a) und den zweiten Planetenzahnrädern (34a) kämmt, oder in einer untersten Position, bei der das Schaltzahnrad (33) nur mit den zweiten Planetenzahnrädern (34a) kämmt, zu halten; wobei, wenn sich das Schubrad (22) dreht, die schrägen Flächen des Schubrades (22) die schrägen Flächen des Gleitringes (23) antreiben, wel cher auf das Schaltzahnrad (33) drückt und gegen die Kompressionsfeder drückt, so dass sich eine axiale Kraft ergibt; wobei wenn sich das Schaltzahnrad (33) in der obersten Position befindet, das Schaltzahnrad (33) gleich schnell mit den ersten Planetenzahnräder (32a) und die zweiten Planetenzahnräder (34a) rotiert; und wobei wenn sich das Schaltzahnrad (33) in der untersten Position befindet die Kerben (33b) des Schaltzahnrades (33) in die Erhebungen (11a) des Rahmens (1) eingreifen, um das Schaltzahnrad (33) gegen Drehung zu fixieren.A power transmission device comprising: a frame ( 1 ) with several oblong holes ( 12 ) in its wall, a plurality of axial grooves ( 15 ), which in a wall of the frame ( 1 ), a survey ( 11a ) extending from an inner surface of the frame ( 1 ) and a footbridge ( 13 ), which on an outer surface of the frame ( 1 ) is trained; a gearbox ( 3 ) with a shift gear ( 33 ), one with first planetary gears ( 32a ) and second planetary gears ( 34a ) has engageable internal toothing, wherein the first planetary gears ( 32a ) an outer toothing and the shift gear ( 33 ) has on its outer circumference an annular groove ( 33a ), wherein the shift gear ( 33 ) on its outer circumference several notches ( 33b ) associated with the surveys ( 11a ) of the frame ( 1 ) are engageable; a torque feedback mechanism ( 2 ) with a push wheel ( 22 ) and a sliding ring ( 23 ), whereby both the pushing wheel ( 22 ) as well as the sliding ring ( 23 ) each having a plurality of inclined surfaces, a C-shaped bracket ( 24 ) and a compression spring ( 25 ), which on the frame ( 1 ) and from the webs ( 13 ) of the frame ( 1 ) as well as the bracket ( 24 ) is limited, wherein the sliding ring ( 23 ) Ribs ( 23b ), which in the axial grooves ( 15 ) of the frame ( 1 ), so that the sliding ring along the axial grooves ( 15 ) is axially movable, wherein the clip ( 24 ) several pens ( 24c ), which through the oblong holes ( 12 ) of the frame ( 1 ) and into the annular groove ( 33a ) of the switching gear ( 33 ) engage the shift gear ( 33 ) optionally in an uppermost position, wherein the switching gear ( 33 ) with the first planetary gears ( 32a ) and the second planetary gears ( 34a ), or in a lowermost position where the shift gear ( 33 ) only with the second planetary gears ( 34a ) combs, to hold; where when the push wheel ( 22 ), the inclined surfaces of the push wheel ( 22 ) the inclined surfaces of the sliding ring ( 23 ), wel cher on the shift gear ( 33 ) and presses against the compression spring, so that an axial force results; where when the shift gear ( 33 ) is in the uppermost position, the shift gear ( 33 ) with the first planetary gears ( 32a ) and the second planetary gears ( 34a ) rotates; and wherein when the shift gear ( 33 ) in the lowest position is the notches ( 33b ) of the shift gear ( 33 ) in the surveys ( 11a ) of the frame ( 1 ) engage the shift gear ( 33 ) to fix against rotation. Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentrückmeldemechanismus (2) eine Torsionsfeder (21) aufweist, deren erstes Ende (21a) mit dem Schubrad (22) verbunden ist und deren zweites Ende (21b) mit dem Rahmen (1) verbunden ist.Power transmission device according to claim 1, characterized in that the torque feedback mechanism ( 2 ) a torsion spring ( 21 ) whose first end ( 21a ) with the push wheel ( 22 ) and the second end ( 21b ) with the frame ( 1 ) connected is.
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