DE102008044273B4

DE102008044273B4 - Handwerkzeugmaschine mit einem schaltbaren Getriebe

Info

Publication number: DE102008044273B4
Application number: DE102008044273.9A
Authority: DE
Inventors: Joachim Hecht; Martin Kraus
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-12-02
Filing date: 2008-12-02
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2028-12-03
Also published as: CN101745899B; CN101745899A; GB2488708A; GB0920873D0; GB2488708B; US20100132497A1; GB201210188D0; DE102008044273A1; GB2465882A; US8919217B2; GB2465882B

Abstract

Handwerkzeugmaschine mit einem schaltbaren Getriebe, das mindestens zwei Gangstufen aufweist, die über ein relativ zu einem Gehäuse (2) axial verstellbar angeordnetes Bedienelement (6) einzulegen sind, welches ein schwenkbar gelagertes Übertragungsglied (7) betätigt, das ein verstellbares Getriebebauteil beaufschlagt, wobei das Bedienelement (6) zwischen mindestens zwei Rastpositionen zu verstellen ist, die den Gangstufen des Getriebes (3) entsprechen, wobei das Übertragungsglied (7) in die Rastpositionen zu verstellen ist, welche über die Kopplung zwischen dem Bedienelement (6) und dem Übertragungsglied (7) auf das Bedienelement (6) übertragbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass in das Gehäuse (2) Rastausnehmungen (11, 12) eingebracht sind, in denen in den Rastpositionen ein Rastabschnitt des Übertragungsglieds (7) aufgenommen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Handwerkzeugmaschine mit einem schaltbaren Getriebe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 9.
Stand der Technik
In der DE 101 56 392 A1 wird eine Gangschaltvorrichtung für ein mehrstufiges Getriebe eines Elektrowerkzeugs beschrieben, wobei die Gangschaltvorrichtung einen am Werkzeuggehäuse verschiebbar gelagerten, in mehrere Schaltpositionen verstellbaren Schaltschieber aufweist, der mit einem verschiebbaren Teil des Getriebes in Wirkverbindung steht. Die Stellbewegung des Schaltschiebers wird mittels eines Drahtbügels übertragen, der verstellbar am Gehäuse gehalten ist, wobei die axiale Stellbewegung des Schaltschiebers in eine axiale Verstellbewegung des Drahtbügels umgesetzt wird, der auf der dem Schaltschieber abgewandten Seite mit dem verschiebbaren Teil des Getriebes verbunden ist und dieses axial zwischen den Gangstufen verstellt.
Zur Sicherung des Schaltschiebers nimmt dieser in den Gangpositionen eine Raststellung ein, die zwei separat ausgebildete Rastfedern im linken und rechten Seitenbereich des Schaltschiebers umfasst, wobei die Rastfedern mit Nocken versehen sind, die in den Raststellungen in Ausnehmungen im Gehäuse einragen. Damit die Raststellungen sicher erreicht werden, ist es erforderlich, dass die Stellwege des Drahtbügels, welcher die Stellbewegung des Schaltschiebers überträgt, und der Rastfedern aufeinander abgestimmt sind.
Weitere Gangschaltvorrichtungen sind aus DE 44 41 793 A1 , DE 10 2006 035 386 A1 , DE 101 56 392 A1 , DE 35 25 208 A1 , DE 10 2004 011 617 A1 , DE 102 22 824 A1 und DE 203 05 224 U1 bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine Handwerkzeugmaschine mit einem schaltbaren Getriebe betriebssicher auszubilden. Gemäß eines Aspektes der Erfindung soll in den Gangstufen eine sichere Verrastung gegeben sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 9 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine ist insbesondere als Elektrohandwerkzeug ausgebildet, beispielsweise als Akku-Schrauber oder Akku-Bohrer und weist als Antrieb einen Elektromotor auf, dessen Drehzahl über ein schaltbares Getriebe mit mindestens zwei Untersetzungsstufen in eine entsprechende Arbeitsdrehbewegung umgesetzt wird. Die Gangstufen sind mithilfe eines am Gehäuse verstellbar angeordneten Bedienelementes einzulegen, über das ein Übertragungsglied betätigbar ist, welches ein verstellbares Getriebebauteil beaufschlagt. Das Übertragungsglied dient zur Übertragung und Umsetzung der Stellbewegung des Bedienelementes in eine Stellbewegung des Getriebebauteils, wodurch zwischen den Gangstufen des Getriebes geschaltet wird.
Das Bedienelement ist zwischen verschiedenen Rastpositionen zu verstellen, deren Anzahl vorzugsweise mit der Anzahl der Gangstufen des Getriebes übereinstimmt. Auf diese Weise ist das Bedienelement in jeder Gangstufe in einer Rastposition gesichert und es wird ein versehentliches, unbeabsichtigtes Umschalten in die andere Gangstufe verhindert.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Übertragungsglied die Rastpositionen einnimmt, welche über die Kopplung zwischen dem Bedienelement und dem Übertragungsglied auf das Bedienelement übertragbar sind. Die Verrastung erfolgt somit über das Übertragungsglied, dem insoweit eine doppelte Funktion zukommt, nämlich zum einen die Übertragung der Stellbewegung des Bedienelementes auf das schaltbare Getriebebauteil und zum andern die Sicherung jeder Gangstufe als Rastposition. Diese Ausführung erlaubt es, auf zusätzliche Rastelemente zu verzichten, die im Stand der Technik auf das Bedienelement wirken, wodurch die Teilevielfalt reduziert wird. Gleichwohl kann es ggf. zweckmäßig sein, derartige zusätzliche Rastelemente am Bedienelement vorzusehen, wodurch eine zusätzliche Sicherheit gegen ein unbeabsichtigtes Verstellen der Gangstufe gegeben ist.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die Betriebssicherheit auch über einen langen Zeitraum gewährleistet ist, da auf Grund der Vereinigung der Stell- und der Rastfunktion in dem Übertragungsglied Bauteiltoleranzen eine geringere Rolle spielen.
Das Übertragungsglied ist vorzugsweise schwenkbar am Gehäuse gelagert. Grundsätzlich möglich ist aber auch eine axiale Stellbewegung des Übertragungsglieds.
Erfindungsgemäß weist das Übertragungsglied einen Rastabschnitt auf, der in Rastausnehmungen, welche sich im Gehäuse befinden, eingreift. Diese Rastausnehmungen sind beispielsweise als Rastnuten ausgeführt, die insbesondere winklig zueinander ausgeführt sind, was bei am Gehäuse verschwenkbaren Übertragungsgliedern vorteilhaft ist, da über die winklige Ausrichtung der Rastnuten die Schwenkbewegung des Übertragungsglieds berücksichtigt wird.
Gemäß eines weiteren Aspektes des Erfindung ist das Übertragungsglied als ein Drahtbügel ausgeführt, der in einem Schwenklager im Gehäuse gelagert ist, wobei das Schwenklager am Gehäuse ausgebildet und ein Drahtbügelabschnitt schwenkbar im Schwenklager aufgenommen ist. Über die Verschwenkbarkeit des Drahtbügels kann eine Hebelwirkung im Hinblick auf die Umsetzung der translatorischen Stellbewegung Bedienelements in die translatorische Bewegung des verstellbaren Getriebebauteils eingestellt werden. Hierbei wird insbesondere die axiale Veschiebung des Bedienelements in eine kleinere axiale Verschiebung des Getriebebauteils erreicht, was mit einer erhöhten Stellkraft auf das Getriebebauteil einhergeht.
Die Verschwenkbarkeit des Übertragungsglieds wird erfindungsgemäß über zwei Führungsnocken am Gehäuse ermöglicht, die einen zwischenliegenden Schwenkbereich zur Aufnahme des Übertragungsglieds begrenzen. Die Führungsnocken bilden zweckmäßigerweise zugleich Stützflächen zur Abstützung des Übertragungsglieds in den Gangstufen des Getriebes bzw. den Rastpositionen. Die Stützflächen bilden hierbei insbesondere Endanschläge beim Erreichen jeder Gangstufe, so dass ein Überdrehen des Übertragungsglieds ausgeschlossen ist.
Grundsätzlich möglich ist aber auch eine Lagerung des Übertragungsglieds mithilfe von Schwenkstiften oder dergleichen, die am Gehäuse oder einem gehäusefesten Bauteil angreifen bzw. an diesem ausgebildet sind.
In einer besonders einfachen Ausführung umgreift der Drahtbügel das Gehäuse oder ein gehäuseseitiges Bauteil teilkreisförmig, vorzugsweise halbkreisförmig, und ist an diametral gegenüberliegenden Seiten am Gehäuse verschwenkbar gelagert. Die Ausführung des Übertragungsglieds als Drahtbügel weist außerdem den Vorteil auf, dass der Drahtbügel in Stellrichtung elastisch verformbar ausgebildet werden kann, wodurch die Schaltvorgänge erleichtert werden, insbesondere beim Schalten im Stillstand des Motors. Vorteilhafterweise ist das Übertragungsglied auch in sonstigen Ausführungsformen zumindest in Stellrichtung elastisch verformbar ausgebildet.
Im Gehäuse ist zweckmäßigerweise ein Abschnitt des Drahtbügels in einer nut- oder schlitzförmigen Ausnehmung geführt, die in das Gehäuse eingebracht ist und sich parallel zur Rotationsachse der Spindel erstreckt. Die Stirnseiten der Ausnehmung bilden Anschläge für den Drahtbügel, so dass die Schwenkbewegung des Drahtbügels durch die längliche Ausnehmung begrenzt ist. Außerdem ist die Drahtbügelbewegung in der Ausnehmung quer zur Längserstreckung kinematisch begrenzt, wodurch insgesamt eine eindeutig festgelegte kinematische Schwenkbewegung des Drahtbügels erreicht wird.
Des Weiteren ist es zweckmäßig, dass für den Fall, dass am Bedienelement ein zusätzliches Federelement angreift, welches in den Rastpositionen das Bedienelement sichert, als Federelement ein Federbügel mit gegenüberliegenden Federrastnocken ausgeführt ist, wobei die Federrastnocken in den Rastpositionen in zugeordnete Rastnuten am Gehäuse oder einem gehäusefesten Bauteil eingreifen. Die Federrastnocken sind zweckmäßigerweise radial nach außen gerichtet und liegen in den Raststellungen in diametral gegenüberliegenden Rastnuten. Diese Ausführung zeichnet sich durch Einfachheit aus, da lediglich ein einziger Federbügel für eine symmetrische Abstützung in den Rastpositionen erforderlich ist. Auf Grund der Federelastizität können die Federrastnocken mit einem vertretbaren Stellaufwand aus ihren Rastpositionen herausgehoben werden. Zugleich ist eine sichere Halterung in den Rastpositionen gewährleistet.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

1 einen Ausschnitt aus einer Handwerkzeugmaschine mit einer Verstelleinrichtung zum Schalten des Getriebes der Handwerkzeugmaschine zwischen verschiedenen Gangstufen, wobei die Verstelleinrichtung ein axial verstellbares Bedienelement an der Außenseite des Gehäuses aufweist, welches über ein als Drahtbügel ausgeführtes Übertragungsglied die Stellbewegung auf ein axial verschiebbares Getriebebauteil überträgt,
2 in Einzeldarstellung eine Darstellung des Gehäuses der Handwerkzeugmaschine mit zwei Führungsnocken, die zur Verschwenkung des Drahtbügels dienen, sowie mit zwei Rastnuten, die zur Aufnahme des Drahtbügels in den Rastpositionen dienen,
3 der Drahtbügel in Draufsicht
4 eine Einzeldarstellung des als Schaltschieber ausgeführten Bedienelements, mit einem an der Innenseite des Schaltschiebers angeordneten Federbügel, der radial nach außen gerichtete Federrastnocken aufweist,
5 ein Ausschnitt aus dem Gehäuse der Handwerkzeugmaschine, mit Rastvertiefungen zur Aufnahme der Federrastnocken des Federbügels aus 4.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist ein Ausschnitt aus einer Handwerkzeugmaschine 1 dargestellt, die mit einem elektromotorischen Antrieb versehen ist und bei der es sich beispielsweise um einen Akku-Bohrer oder Akku-Schrauber handelt. Die Handwerkzeugmaschine 1 weist in einem Gehäuse 2 ein Getriebe 3 auf, das als Untersetzungsgetriebe ausgelegt ist und die Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors auf eine ein Werkzeug tragende Spindel überträgt, die um die Rotationsachse 4 rotiert.
Das Getriebe, beispielsweise ein Planetengetriebe, ist als schaltbares Getriebe mit mindestens zwei Gangstufen ausgelegt, die mit unterschiedlichen Untersetzungen arbeiten. Zum Schalten zwischen den Gangstufen ist eine Verstelleinrichtung 5 vorgesehen, die ein Bedienelement 6 an der Außenseite des Gehäuses 2 sowie ein Übertragungsglied 7 zur Übertragung der Stellbewegung auf ein schaltbares Getriebebauteil, beispielsweise ein Schalthohlrad, aufweist. Das Bedienelement 6 an der Außenseite des Gehäuses 2 ist als Schaltschieber ausgeführt, der bezogen auf das Gehäuse 2 eine axiale Stellbewegung parallel zur Rotationsachse 4 ausübt. Der Schaltschieber 6 besitzt auf seiner Außenseite Griffrippen, die eine Betätigung durch eine Bedienperson erleichtern.
Das Übertragungsglied 7 ist als Drahtbügel ausgeführt, der bezogen auf das Gehäuse 2 eine Schwenkbewegung ausführen kann. In 1 ist der Drahtbügel in seinen beiden Endpositionen dargestellt (mit durchgezogenem Strich und mit gestrichelter Linie), die den beiden Gangstufen des Getriebes entsprechen. In beiden Positionen befindet sich das Übertragungsglied 7 jeweils in einer Raststellung.
Die Schwenkbewegung des Übertragungsglieds 7 wird mithilfe von zwei Führungsnocken 8 und 9 realisiert, die an der Außenseite des Gehäuses 2 angeformt sind und gemeinsam eine Drehstelle zur Verschwenkung des Übertragungsglieds bilden. Das Übertragungsglied 7 ist, wie insbesondere 3 zu entnehmen, als etwa halbkreisförmiger Drahtbügel ausgebildet, der die Außenseite des Gehäuses 2 umgreift. An gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 2 befinden sich jeweils zwei Führungsnocken 8 und 9, so dass insgesamt zwei Drehstellen für die Verschwenkung des Drahtbügels 7 gebildet sind. Die Führungsnocken 8 und 9 begrenzen einen zwischenliegenden Schwenkbereich, durch den der Drahtbügel 7 geführt ist.
Der Drahtbügel wird, wie 3 zu entnehmen, mit seinem oben liegenden Abschnitt 7a von dem Schaltschieber 6 beaufschlagt. Endabschnitte 7b und 7c des Drahtbügels ragen durch eine nut- oder schlitzförmige, sich in Achsrichtung erstreckende Ausnehmung 10 im Gehäuse 2 hindurch und beaufschlagen das im Innern des Gehäuses verstellbar gelagerte Getriebebauteil. Auf diese Weise wird bei einer Verschwenkung des Drahtbügels 7 um die Drehstelle zwischen den beiden Führungsnocken 8 und 9 eine axiale Stellbewegung des Schaltschiebers 7 in eine ebenfalls axiale Stellbewegung auf das verstellbare Getriebebauteil übertragen.
Wie der Einzeldarstellung des Gehäuses 2 gemäß 2 zu entnehmen, sind an den zusammenwirkenden Führungsnocken 8 und 9 einander zugewandte Stützflächen 8a und 9a ausgebildet, an denen der Drahtbügel 7, so wie in 1 dargestellt, in seinen Rastpositionen anliegt und abgestützt ist. Die Stützflächen 8a und 9a begrenzen die Schwenkbewegung des Drahtbügels 7, der durch den zwischen den Führungsnocken liegenden Schwenkabschnitt geführt ist.
An der Außenseite des Gehäuses 2 sind im Stellbereich des Übertragungsglieds zwei Rastnuten 11 und 12 angeordnet, in die das Übertragungsglied verrastend eingreifen kann. Die Rastpositionen 11 und 12 entsprechen den jeweiligen Gangstufen des Getriebes.
Die erste Rastnut 11 erstreckt sich näherungsweise in Umfangsrichtung, die zweite Rastnut 12 erstreckt sich winklig zur ersten Rastnut 11, um der winkligen Lage des Rastgliedes nach Verschwenken um die Drehstelle zwischen den Führungsnocken 8 und 9 Rechnung zu tragen. Der zwischenliegende Bereich 13 zwischen den beiden Rastnuten 11 und 12 ist geringfügig erhöht, jedoch glattwandig ausgebildet, so dass das als Drahtbügel ausgeführte Übertragungsglied 7 während der Verschwenkbewegung auf dem zwischenliegenden Bereich 13 entlang gleiten kann.
Wie 4 zu entnehmen, ist an der Unterseite des Schaltschiebers 6 ein nutförmiger, sich in Querrichtung erstreckender Aufnahmeabschnitt 14 zur Aufnahme des Drahtbügels, insbesondere des Abschnittes 7a des Drahtbügels 7 eingebracht. Des Weiteren geht aus 4 hervor, dass an der Unterseite des Schaltschiebers 6 ein Federelement 15 angeordnet ist, das als Federbügel ausgebildet ist und radial nach außen gerichtete, gegenüberliegende Federrastnocken aufweist, von denen in der perspektivischen Ansicht nach 4 lediglich ein Federrastnocken 16 dargestellt ist. Das Federelement 15 hat die Aufgabe, für eine zusätzliche Verrastung des Schaltschiebers 6 am Gehäuse zu sorgen. Hierzu sind am Gehäuse 2, wie 5 zu entnehmen, zwei axial beabstandete Rastvertiefungen 17 und 18 vorgesehen, in die der radial überstehende Federrastnocken 16 verrastend eingreift. Die beiden Rastvertiefungen 17 und 18 entsprechen den Raststellungen bzw. den Gangstufen des Getriebes. Durch die Federelastizität ist der Federrastnocken radial nach außen kraftbeaufschlagt, wobei mit mäßigem Stellaufwand ein Überführen des Federrastnockens 16 von einer Rastvertiefung 17 in die zweite Rastvertiefung 18 bzw. in Gegenrichtung möglich ist; bei dieser Stellbewegung, die bei einer axialen Verschiebebewegung des Schaltschiebers ausgeführt wird, gelangt der Federrastnocken 16 in den zwischen den Rastvertiefungen 17 und 18 liegenden, geringfügig erhöhten Bereich und kann auf diesem Bereich entlang gleiten.

Claims

Handwerkzeugmaschine mit einem schaltbaren Getriebe, das mindestens zwei Gangstufen aufweist, die über ein relativ zu einem Gehäuse (2) axial verstellbar angeordnetes Bedienelement (6) einzulegen sind, welches ein schwenkbar gelagertes Übertragungsglied (7) betätigt, das ein verstellbares Getriebebauteil beaufschlagt, wobei das Bedienelement (6) zwischen mindestens zwei Rastpositionen zu verstellen ist, die den Gangstufen des Getriebes (3) entsprechen, wobei das Übertragungsglied (7) in die Rastpositionen zu verstellen ist, welche über die Kopplung zwischen dem Bedienelement (6) und dem Übertragungsglied (7) auf das Bedienelement (6) übertragbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass in das Gehäuse (2) Rastausnehmungen (11, 12) eingebracht sind, in denen in den Rastpositionen ein Rastabschnitt des Übertragungsglieds (7) aufgenommen ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastausnehmungen als Rastnuten (11, 12) ausgebildet sind.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastnuten (11, 12) zueinander winklig ausgerichtet sind.
Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (7) in Stellrichtung elastisch verformbar ausgebildet ist.
Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das als Drahtbügel ausgeführte Übertragungsglied (7) in einem Schwenklager im Gehäuse (2) gelagert ist, wobei das Schwenklager am Gehäuse ausgebildet ist und ein Drahtbügelabschnitt schwenkbar im Schwenklager aufgenommen ist.
Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Bedienelement (6) ein Federelement (15) angreift, welches das Bedienelement (6) in den Rastpositionen sichert.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (15) als Federbügel mit gegenüberliegenden Federrastnocken (16) ausgebildet ist, die in den Rastpositionen in zugeordnete Rastvertiefungen (17, 18) eingreifen.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federrastnocken (16) radial nach außen gerichtet sind.
Handwerkzeugmaschine, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem schaltbaren Getriebe, das mindestens zwei Gangstufen aufweist, die über ein am Gehäuse (2) verstellbar angeordnetes Bedienelement (6) einzulegen sind, welches ein als Drahtbügel ausgeführtes Übertragungsglied (7) betätigt, das ein verstellbares Getriebebauteil beaufschlagt, wobei das als Drahtbügel ausgeführte Übertragungsglied (7) in einem Schwenklager im Gehäuse (2) gelagert ist, wobei das Schwenklager am Gehäuse ausgebildet ist und ein Drahtbügelabschnitt schwenkbar im Schwenklager aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenklager zum Verschwenken des Übertragungsglieds (7) zwei Führungsnocken (8, 9) aufweist, die am Gehäuse (2) ausgebildet sind und einen zwischen liegenden Schwenkbereich zur Aufnahme des Übertragungsglieds (7) begrenzen.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsnocken (8, 9) einander zugewandte Stützflächen (8a, 9a) zur Abstützung des Übertragungsglieds (7) in den einzelnen Gangstufen des Getriebes (3) aufweisen.
Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt des Drahtbügels (7) in einer nut- oder schlitzförmigen Ausnehmung (10) im Gehäuse (2) geführt ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten der Ausnehmung (10) Anschläge für den Drahtbügel (7) bilden.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (10) sich parallel zur Rotationsachse (4) erstreckt.