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Getriebevorrichtung
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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einer Getriebevorrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Es
ist bereits eine Getriebevorrichtung mit einer Überlastkupplung und einer Zahnradeinheit
bekannt. Die Zahnradeinheit weist dabei zumindest zwei Drehmomentübertragungsbereiche
zu einer Übertragung
unterschiedlicher Antriebsgeschwindigkeiten auf.
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Vorteile der Erfindung
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Die
Erfindung geht aus von einer Getriebevorrichtung, insbesondere für einen
Bohr- und/oder Meißelhammer
mit einer Überlastkupplung
und einer Zahnradeinheit mit zumindest zwei Drehmomentübertragungsbereichen
zu einer Übertragung
unterschiedlicher Antriebsgeschwindigkeiten.
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Es
wird vorgeschlagen, dass die Zahnradeinheit zumindest ein Kraftübertragungselement
der Überlastkupplung
aufweist, das zu einer Kopplung an ein Rastelement der Überlastkupplung
vorgesehen ist. In diesem Zusammenhang soll unter einer „Überlastkupplung" insbesondere eine
Kupplung verstanden werden, die ein maximal zu übertragendes Drehmoment auf
ein Werkzeug bzw. über
das Werkzeug auf ein zu bearbeitendes Objekt festlegt. Bei einer
erfindungsgemäßen Ausgestaltung
kann eine Zahnradeinheit mit mehreren Funktionen und damit eine besonders
kompakte und Bauteile sparende Getriebevorrichtung erreicht werden.
Zudem kann mittels der Überlastkupplung
ein vorteilhafter Schutz der Zahnradeinheit erzielt werden. Besonders
vorteilhaft kann dies erreicht werden, wenn die Zahnradeinheit und
das Kraftübertragungselement
der Überlastkupplung
zumindest teilweise einstückig
ausgebildet sind. Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung
in Verbindung mit einem Bohr- und/oder Meißelhammer eingesetzt, und dies
aufgrund ihrer vorteilhaften Kombination von Überlastkupplung und Drehmomentübertragung
für unterschiedliche
Antriebsgeschwindigkeiten. Prinzipiell kann die Getriebevorrichtung
jedoch auch mit weiteren, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Werkzeugmaschinen,
insbesondere Handwerkzeugmaschinen, eingesetzt werden.
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Des
Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Kraftübertragungselement ein trapezartiges
Stirnprofil aufweist, wodurch eine gleichmäßige Verteilung einer Kraft
entlang eines Trapezschenkels erreicht werden kann. Vorzugsweise
weist die Zahnradeinheit mehrere, trapezartige Kraftübertragungselemente auf,
wobei die einzelnen Kraftübertragungselemente vorteilhafterweise
in einer Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet zueinander
angeordnet sind. Prinzipiell sind jedoch auch weitere, dem Fachmann als
sinnvoll erscheinende Stirnprofile in einer alternativen Ausgestaltung
der Erfindung jederzeit denkbar.
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Umfasst
die Getriebevorrichtung ein Abtriebsmittel, auf dem die Zahnradeinheit
gelagert ist, kann hierdurch eine besonders kompakte und eine Bauteile
und Bauraum sparende Anordnung der Zahnradeinheit erzielt werden,
insbesondere wenn mittels der Zahnradeinheit ein Antriebsmoment
auf das Abtriebsmittel übertragbar
ist. Das Abtriebsmittel ist vorzugsweise von einem rotierendem Abtriebsmittel
gebildet, wie insbesondere von einem Hammerrohr.
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Weiterhin
wird vorgeschlagen, dass das Kraftübertragungselement zu einer
zumindest teilweise drehfesten Kopplung mit dem Abtriebsmittel vorgesehen
ist, wodurch eine vorteilhafte Drehmomentübertragung auf das Abtriebsmittel
bei einem gleichzeitigen Schutz des Abtriebsmittels vor einer Überlastung
erreicht werden kann. Unter einer „zumindest teilweise drehfesten
Kopplung" soll insbesondere
eine Kopplung verstanden werden, die im Betrieb einer Handwerkzeugmaschine
bis zu einem maximal übertragbaren
Drehmoment zu einer drehfesten Verbindung zwischen zwei zur Drehmomentübertragung
vorgesehenen Bauteilen führt
und die bei einer Überlastung,
wie insbesondere bei einer Drehmomentübertastung, zu einer Unterbrechung
einer Drehmomentübertragung
führt.
Das Kraftübertragungselement
kann dabei direkt oder indirekt mit dem Abtriebsmittel koppeln,
wie beispielsweise über das
drehfest an dem Abtriebsmittel angeordnete Rastelement.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen,
dass die unterschiedlichen Drehmomentübertragungsbereiche der Zahnradeinheit
unterschiedliche Arbeitsradien aufweisen, wodurch konstruktiv einfach
unterschiedliche Drehmomente bzw. unterschiedliche Antriebsgeschwindigkeiten
auf das Abtriebsmittel und damit auf ein Werkzeug übertragen
werden können.
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Weiterhin
wird vorgeschlagen, dass die Zahnradeinheit zumindest einen Teilbereich
aufweist, der zwischen den unterschiedlichen Drehmomentübertragungsbereichen
angeordnet ist. Hierdurch kann besonders vorteilhaft eine weitere
Funktion und/oder zusätzlicher
Bauraum, wie beispielsweise ein erforderlicher Bauraum, der während eines Schaltvorgangs
zwischen unterschiedlichen Getriebestufen einen Schaltweg ausgleichen
kann, erreicht werden. Unter einem „Teilbereich" soll hierbei insbesondere
ein Bereich verstanden werden, der zwischen den beiden Drehmomentübertragungsbereichen
angeordnet ist und der sich senkrecht zu einem Radius eines der
Drehmomentübertragungsbereiche zwischen
den beiden Drehmomentübertragungsbereichen
an der Zahnradeinheit erstreckt.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
die Zahnradeinheit von einem Sinterbauteil gebildet ist, wodurch
eine besonders kostengünstige
Herstellung der Zahnradeinheit erreicht werden kann. Insbesondere
kann hierbei auf eine aufwendige und teure Nachbearbeitung der durch
einen Sinterprozess hergestellten Zahnradeinheit vorteilhaft verzichtet
werden. Grundsätzlich
ist es jedoch auch denkbar, die Zahnradeinheit in einem Fließpressverfahren
oder weiteren, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Produktionsverfahren herzustellen.
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Zeichnung
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die
Ansprüche enthalten
zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale
zweckmäßigerweise auch
einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es
zeigen:
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1 eine
Handwerkzeugmaschine mit einer erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung,
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2 einen
abtriebsseitigen Teilbereich der Handwerkzeugmaschine mit der Getriebevorrichtung in
einer Seitenansicht und
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3 eine
Zahnradeinheit der Getriebevorrichtung in einer perspektivischen
Ansicht.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In 1 ist
eine von einem Bohrhammer gebildete Handwerkzeugmaschine 34 dargestellt.
Die Handwerkzeugmaschine 34 umfasst ein Gehäuse 36 und
in einem Frontbereich eine Werkzeugaufnahme 38 zu einer
Aufnahme eines Werkzeugs. An einer dem Frontbereich abgewandten
Seite umfasst die Handwerkzeugmaschine 34 einen Haupthandgriff 40 zu
einem Betätigen
der Handwerkzeugmaschine 34 und zu einer Kraftübertragung
von einem Bediener auf die Handwerkzeugmaschine 34.
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Zu
einer Erzeugung eines Antriebsmoments weist die Handwerkzeugmaschine 34 eine
Antriebseinheit 42 auf. Das Antriebsmoment der Antriebseinheit 42 wird über eine
Zwischenwelle 52 der Handwerkzeugmaschine 34 an
ein Schlagwerk 44, das der Übersichtlichkeit halber in 2 nur
teilweise dargestellt ist, und/oder an ein rotierendes, von einem Hammerrohr 46 gebildetes
Abtriebsmittel 26 übertragen
(2).
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In 2 ist
ein Teilbereich der Handwerkzeugmaschine 34 mit einer Getriebevorrichtung 10 dargestellt.
Die Getriebevorrichtung 10 umfasst eine Überlastkupplung 12 und
eine von einem Sinterbauteil gebildete Zahnradeinheit 14 mit
zwei Drehmomentübertragungsbereichen 16, 18,
die zu einer Übertragung
unterschiedlicher Drehmomente bzw. unterschiedlicher Antriebsgeschwindigkeiten
auf das Hammerrohr 46 vorgesehen sind. Die beiden Drehmomentübertragungsbereiche 16, 18 sind
jeweils von einer Außenverzahnung
gebildet, die zu einer Drehmomentübertragung mit einer dazu korrespondierenden
Verzahnung jeweils eines Drehmomentübertragungsmittels 48, 50 der
Getriebevorrichtung 10 koppelbar sind. Die Drehmomentübertragungsmittel 48, 50 sind
dabei auf der Zwischenwelle 52 der Getriebevorrichtung 10 gelagert.
Ein Drehmoment wird innerhalb der Getriebevorrichtung 10 entlang
einer Kraftflussrichtung 54 von der Zwischenwelle 52 über eines
der beiden Drehmomentübertragungsmittel 48, 50 auf
die Zahnradeinheit 14 übertragen.
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Der
erste Drehmomentübertragungsbereich 16 der
Zahnradeinheit 14 weist einen Arbeitsradius 28 auf,
der größer ist
als ein Arbeitsradius 30 des zweiten Drehmomentübertragungsbereichs 18,
so dass mittels der beiden Drehmomentübertragungsbereiche 16, 18 unterschiedliche
Antriebsgeschwindigkeiten im Betrieb der Handwerkzeugmaschine 34 bzw.
der Getriebevorrichtung 10 realisiert werden können (2).
Zwischen den beiden Drehmomentübertragungsbereichen 16, 18 ist
zudem entlang der Kraftflussrichtung 54 ein Teilbereich 32 der
Zahnradeinheit 14 angeordnet, der eine glatte, verzahnungslose
Kontur aufweist. Der Teilbereich 32 gleicht einen Schaltweg
auf der Zwischenwelle 52 aus, der zum Schalten zwischen
den beiden Drehmomentübertragungsmitteln 48, 50 benötigt wird
(2 und 3).
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Das
Drehmoment bzw. die Antriebsgeschwindigkeit wird von der Zahnradeinheit 14 weiter auf
das Hammerrohr 46 übertragen.
Hierzu ist die Zahnradeinheit 14 auf dem Hammerrohr 46 gelagert (2).
Zu einer Übertragung
des Drehmoments auf das Hammerrohr 46 weist die Zahnradeinheit 14 mehrere
Kraftübertragungselemente 20 der Überlastkupplung 12 auf.
Die Kraftübertragungselemente 20 sind
zu einer Kopplung mit einem Rastelement 22 der Überlastkupplung 12 vorgesehen
und sind an einer in Kraftflussrichtung 54 gerichteten
Oberfläche 56 der
Zahnradeinheit 14 angeordnet (3). Die Zahnradeinheit 14 und
die Kraftübertragungselemente 20 sind
dabei einstückig
ausgebildet. Die Kraftübertragungselemente 20 weisen
ein trapezartiges Stirnprofil 24 auf und sind in einer
Umfangsrichtung 58 der Zahnradeinheit 14 gleichmäßig beabstandet zueinander
angeordnet. Des Weiteren erstrecken sich die Kraftüber tragungselemente 20 in
Kraftflussrichtung 54 fortsatzartig an der Zahnradeinheit 14 (3).
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Zur Übertragung
des Drehmoments von der Zahnradeinheit 14 über das
Rastelement 22 auf das Hammerrohr 46 ist das Rastelement 22 drehfest
und entlang der Kraftflussrichtung 54 mittels eines nicht näher dargestellten
Sprengrings fest auf dem Hammerrohr 46 angeordnet. Zudem
weist das Rastelement 22 an einer der Zahnradeinheit 14 zugewandten
Seite 60 eine zu der Zahnradeinheit 14 bzw. zu den
Kraftübertragungselementen 20 der
Zahnradeinheit 14 korrespondierende, hier nicht näher dargestellte Übertragungskontur
auf. Entlang der Kraftflussrichtung 54 ist auf dem Hammerrohr 46 vor
der Zahnradeinheit 14 ein von einer Schraubenfeder gebildetes
Federelement 62 der Überlastkupplung 14 angeordnet,
das die Zahnradeinheit 14 bzw. die Kraftübertragungselemente 20 der
Zahnradeinheit 14 zu einer Kopplung mit dem Rastelement 22 in
die Übertragungskontur
des Rastelements 22 drückt.
Zu einer Abstützung
des Federelements 62 ist entlang der Kraftflussrichtung 54 vor
dem Federelement 62 ein Stützelement 64 angeordnet,
das in Kraftflussrichtung 54 mittels eines nicht näher dargestellten Sprengrings
fest auf dem Hammerrohr 46 angeordnet ist (2).
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Im
Betrieb der Handwerkzeugmaschine 34 bzw. der Getriebevorrichtung 10 wird
mittels des Federelements 62 eine Kopplung zwischen der
Zahnradeinheit 14 bzw. den Kraftübertragungselementen 20 und
dem Rastelement 22 hervorgerufen. Ein maximales übertragbares
Drehmoment der Handwerkzeugmaschine 34 über ein in der Werkzeugaufnahme 38 befindliches
Werkzeug auf ein zu bearbeitendes Objekt ergibt sich aus einen Zusammenwirken ei ner
Federkraft des Federelements 62 und einer Ausgestaltung
der Kraftübertragungselemente 20. Die
an einer dem Rastelement 22 zugewandten Seite 68 der
Zahnradeinheit 14 angeordneten Kraftübertragungselemente 20 weisen
eine in Umfangsrichtung 58 angeordnete Übertragungsflanke 66 auf,
die einen stufenartigen Übergang
zwischen dem trapezartigem Stirnprofil 24 eines Kraftübertragungselements 20 und
der dem Rastelement 22 zugewandten Seite 68 der
Zahnradeinheit 14 bildet. Die Übertragungsflanke 66 der
Kraftübertragungselemente 20 weist eine
Schräge
auf, die im Zusammenwirken mit der Federkraft des Federelements 62 ein
maximales zu übertragendes
Drehmoment festlegt.
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Ist
das zu übertragende
Drehmoment im Betrieb der Handwerkzeugmaschine 34 bzw.
der Getriebevorrichtung 10 kleiner als ein mittels der Überlastkupplung 12 maximal übertragbares
Drehmoment, ist die Zahnradeinheit 14 mittels der Kraftübertragungselemente 20 über das
Rastelement 22 drehfest mit dem Hammerrohr 46 verbunden. Übersteigt
das zur Drehung des Werkzeugs erforderliche Drehmoment das maximal übertragbare
Drehmoment, wird mittels der Überlastkupplung 12 eine
Unterbrechung der Drehmomentübertragung
hervorgerufen. Dabei wird die Zahnradeinheit 14, die entlang
der Kraftflussrichtung 54 auf dem Hammerrohr 46 bewegbar
gelagert ist, gegen die Federkraft des Federelements 62 entgegen
der Kraftflussrichtung 54 auf dem Hammerrohr 46 verschoben
und die Kraftübertragungselemente 20 werden
aus der Übertragungskontur
des Rastelements 22 gedrückt. Eine Drehmomentübertragung
von der Zahnradeinheit 14 auf das Rastelement 22 und
damit auf das Hammerrohr 46 ist aufgehoben.