DE102009060929A1 - Hand tool has housing, drive motor and motor shaft, which is accommodated in housing, where motor shaft is coupled with drive shaft, and gear and switching device are coupled by switching spring - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Handwerkzeug mit einem Gehäuse, mit einem in dem Gehäuse aufgenommenen Antriebsmotor mit einer rotatorisch antreibbaren Motorwelle, die mit einer Antriebswelle für ein Werkzeug zu deren Antrieb koppelbar ist, wobei der Motorwelle und der Antriebswelle ein schaltbares Getriebe zwischengeschaltet ist, mit mindestens einem Schaltglied, das derart verlagerbar ist, dass das Getriebe in mindestens zwei verschiedene Schaltstellungen gebracht werden kann, mit einer von außen bedienbaren Schalteinrichtung, wobei das Getriebe und die Schalteinrichtung über zumindest eine erste Schaltfeder derart gekoppelt sind, dass eine an der Schalteinrichtung vorgewählte Schaltposition eine Verlagerung des Schaltgliedes bewirken kann.The invention relates to a hand tool with a housing, with a recorded in the housing drive motor with a rotatably driven motor shaft which can be coupled to a drive shaft for a tool to the drive, wherein the motor shaft and the drive shaft, a switchable transmission is interposed with at least one Switching member which is displaceable such that the transmission can be brought into at least two different switching positions, with an externally operable switching device, wherein the transmission and the switching means are coupled via at least a first shift spring such that a preselected to the switching device switching position a shift can cause the switching element.
Ein ähnliches Handwerkzeug ist aus der
Es handelt sich hierbei um ein Elektrowerkzeug, bei dem das Getriebe mehrere axial verschiebbare Schalträder aufweist, die jeweils mit einem mit einem Schaltschieber betätigbaren Schaltbügel zusammenwirken. Hierbei sind die Schaltbügel jeweils um eine am Getriebegehäuse fest angeordnete Schwenkachse verschwenkbar. Mithin sind die Schaltbügel als elastische Hebel ausgeführt, wobei der Schaltschieber eine Führungsbahn aufweist, um beim Verschieben beide Schaltbügel zugleich beaufschlagen zu können. Die Schaltbügel sind als Drahtfedern ausgeführt.This is a power tool in which the transmission has a plurality of axially displaceable switching wheels, which cooperate in each case with an operable with a switch slide switch bracket. In this case, the switching brackets are each pivotable about a fixedly arranged on the transmission housing pivot axis. Thus, the switch bracket are designed as elastic levers, wherein the slide switch has a guideway in order to be able to apply both switch bracket at the same time when moving. The control arms are designed as wire springs.
Auf diese Weise kann durch Verschieben des Schaltschiebers ein Getriebe mit mehr als zwei Gängen bedient werden, es können dementsprechend zwei oder mehr Schalträder verlagert werden.In this way, by moving the slide switch a transmission can be operated with more than two courses, it can therefore be shifted two or more switching wheels.
Es hat sich gezeigt, dass die Bedienbarkeit eines derartigen Handwerkzeugs erschwert sein kann, wenn die Schalträder nicht unmittelbar ein- oder ausgerückt werden können. Dies kann unter anderem dann erfolgen, wenn eine in Eingriff zu bringende Zahnradpaarung nicht genau fluchtend ausgerichtet ist, also etwa ”Zahn auf Zahn” steht.It has been shown that the operability of such a hand tool can be difficult if the switching wheels can not be directly switched on or disengaged. This can be done, inter alia, when an engaged gear pairing is not aligned exactly aligned, so about "tooth on tooth" is.
Ein ähnliches Handwerkzeug, nämlich eine Werkzeugmaschine mit einem Vierganggetriebe, ist aus der
Bei dem bekannten Handwerkzeug kann es sich beispielsweise um einen Akkuschrauber handeln. Zur Betätigung des Vierganggetriebes sind Verstellringe sowie Drahtfederelemente vorgesehen. Das Schalten des Getriebes in einen der insgesamt vier realisierbaren Gänge erfolgt über zwei separate Betätigungsschieber. Jeweils ein Betätigungsschieber ist über ein Drahtfederelement mit einem Getriebeteil gekoppelt, welches in zwei verschiedene Schaltstellungen gebracht werden kann. Mithin ergeben sich vier mögliche Schaltzustände, denen jeweils eine bestimmte Position der zwei separaten Betätigungsschieber zugeordnet ist.The known hand tool may be, for example, a cordless screwdriver. To operate the four-speed gear adjusting rings and wire spring elements are provided. The transmission is shifted into one of the four realizable gears via two separate control slides. In each case, an actuating slide is coupled via a wire spring element with a transmission part, which can be brought into two different switching positions. Thus, there are four possible switching states, each associated with a specific position of the two separate actuation slide.
Bei der bekannten Werkzeugmaschine ist zwar grundsätzlich eine Betätigung eines Vierganggetriebes verwirklicht, jedoch erfordert die Gestaltung mit zwei separaten Betätigungsschiebern einen hohen Fertigungs- und Bedienaufwand.In the known machine tool, in principle, an operation of a four-speed transmission is realized, however, the design requires two separate operating slides a high production and operating costs.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Handwerkzeug mit einem Schaltgetriebe anzugeben, das bei einfachem Aufbau und einfacher Herstellbarkeit ein zuverlässiges Schalten zwischen verschiedenen Getriebestufen ermöglicht. Ferner soll das Handwerkzeug möglichst einfach bedienbar sein. Des Weiteren soll das Handwerkzeug möglichst eine geringe Störanfälligkeit und eine ausgeprägte Robustheit aufweisen.Against this background, the present invention seeks to provide a hand tool with a manual transmission, which allows a reliable switching between different gear stages with a simple structure and ease of manufacture. Furthermore, the hand tool should be as easy to use. Furthermore, the hand tool should have as little as possible a susceptibility to interference and a pronounced robustness.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Handwerkzeug mit einem Gehäuse, mit einem in dem Gehäuse aufgenommenen Antriebsmotor mit einer rotatorisch antreibbaren Motorwelle, die mit einer Antriebswelle für ein Werkzeug zu deren Antrieb koppelbar ist, wobei der Motorwelle und der Antriebswelle ein schaltbares Getriebe zwischengeschaltet ist, mit mindestens einem Schaltglied, das derart verlagerbar ist, dass das Getriebe in mindestens zwei verschiedene Schaltstellungen gebracht werden kann, mit einer von außen bedienbaren Schalteinrichtung, wobei das Getriebe und die Schalteinrichtung über zumindest eine erste Schaltfeder derart gekoppelt sind, dass eine an der Schalteinrichtung vorgewählte Schaltposition eine Verlagerung des Schaltgliedes bewirken kann, wobei die erste Schaltfeder als bistabile Feder ausgebildet ist, und wobei die erste Schaltfeder mit einem Hebel derart gekoppelt ist, dass ein Verschwenken des Hebels eine Umschaltung der Schaltfeder zwischen einer ersten stabilen und einer zweiten stabilen Position erlaubt.This object is achieved by a hand tool with a housing, with a recorded in the housing drive motor with a rotatably driven motor shaft which is coupled to a drive shaft for a tool to the drive, wherein the motor shaft and the drive shaft is a switchable transmission is interposed, with at least one switching element, which is displaceable such that the transmission can be brought into at least two different switching positions, with an externally operable switching device, wherein the transmission and the switching device are coupled via at least one first switching spring such that one preselected on the switching device Switching position can cause a shift of the switching element, wherein the first switching spring is formed as a bistable spring, and wherein the first switching spring is coupled to a lever such that a pivoting of the lever, a switching of the switching spring between a he stable and a second stable position allowed.
Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise gelöst.The object of the invention is achieved in this way.
Erfindungsgemäß wird nämlich ein besonders sicheres und zuverlässiges Umschalten zwischen den verschiedenen Schaltstellungen ermöglicht, da bistabile Federn zwei stabile Endlagen aufweisen. Zum Übergang von einer ersten stabilen Endlage in eine zweite stabile Endlage genügt es, einen Totpunkt, eine instabile Extremlage, zu überwinden, worauf die Schaltfeder selbsttätig die gewünschte stabile Endlage einnimmt.In accordance with the invention, a particularly secure and reliable switching between the different switching positions is made possible since bistable springs have two stable end positions. For the transition from a first stable end position to a second stable end position, it is sufficient to overcome a dead center, an unstable extreme position, whereupon the switching spring automatically assumes the desired stable end position.
Beim Überführen der bistabilen Feder von der einen in die andere stabile Endlage ergibt sich für den Bediener eine ausgeprägte haptische Rückmeldung. Zum Überwinden des Totpunktes muss nämlich eine bestimmte Kraft aufgebracht werden, unmittelbar nach Durchschreiten des Totpunkts ist diese Krafteinleitung nicht mehr erforderlich, im Gegenteil bringt die Schaltfeder selbst eine Kraft in Richtung der ursprünglichen Betätigungskraft auf.When transferring the bistable spring from one to the other stable end position results in a pronounced haptic feedback for the operator. To overcome the dead center, namely, a certain force must be applied immediately after passing through the dead center, this force is no longer required, on the contrary, the switching spring itself brings a force in the direction of the original operating force.
Erfindungsgemäß kann es sich bei der eingeleiteten und der selbsttätig aufgebrachten Kraft um Zug- und um Druckkräfte oder aber um Druck- und Zugkräfte handeln, die auf die Schaltglieder einwirken. Hierbei versteht es sich, dass in der Schaltfeder auch andere Belastungsarten, etwa Biegung oder Torsion, auftreten können.According to the invention, the introduced and automatically applied force can be tensile and compressive forces or pressure and tensile forces acting on the switching elements. It is understood that in the switching spring also other types of stress, such as bending or torsion can occur.
Auf diese Weise sind eine eindeutige Bedienung und eine taktile Rückmeldung an den Bediener gewährleistet.In this way, a clear operation and a tactile feedback to the operator are guaranteed.
Sollte bei einem erfindungsgemäßen Handwerkzeug die Verlagerung des Schaltgliedes, wie an der Schalteinrichtung vorgewählt, nicht unmittelbar erfolgen können, etwa weil in Eingriff zu bringende Getriebeteile nicht fluchten, so dient die Schaltfeder nach dem Überwinden des Totpunktes als Energiespeicher und kann den Schaltvorgang abschließen, sobald das Schaltglied die für den Schaltvorgang erforderliche Lage und Zuordnung einnimmt.Should in a hand tool according to the invention, the displacement of the switching element, as preselected on the switching device, can not be done directly, such as not to be engaged gear parts are aligned, the switching spring serves after overcoming the dead center as energy storage and can complete the switching process, as soon as Switching element occupies the required position and assignment for the switching operation.
Auch durch diese Maßnahme kann eine hohe Zuverlässigkeit der Schaltfunktionalität gewährleistet werden.Also by this measure, a high reliability of the switching functionality can be ensured.
Weiterhin kann sich der Aufbau des Handwerkzeugs deutlich vereinfachen, da ein Hebel zum Schalten kraft- und wegübersetzend wirkt, so dass etwa mit einem geringen Betätigungshub ein beträchtlicher Stellhub an der Schaltfeder bewirkt werden kann, um das Umschalten in die gewünschte stabile Position zu initiieren. Eine mittelbare Betätigung ermöglicht es weiterhin, die Betätigungsbewegung räumlich getrennt von der Stellbewegung einzuleiten. Jeder Hebel kann beispielsweise in die Schaltfeder integriert oder aber als separates Bauteil an der Schaltfeder aufgenommen sein.Furthermore, the structure of the hand tool can be significantly simplified, as a lever for switching power and wegübersetzend acts, so that about a small actuating stroke a considerable stroke can be effected on the switching spring to initiate the switching to the desired stable position. An indirect operation also makes it possible to initiate the actuating movement spatially separated from the adjusting movement. Each lever can for example be integrated in the switching spring or added as a separate component to the switching spring.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Getriebe mindestens ein zweites Schaltglied auf, das derart verlagerbar ist, dass das Getriebe in mindestens drei verschiedene Schaltstellungen gebracht werden kann, wobei das Getriebe und die Schalteinrichtung zumindest über die erste Schaltfeder und eine zweite bistabile Schaltfeder derart gekoppelt sind, dass eine an der Schalteinrichtung vorgewählte Schaltposition eine Verlagerung der Schaltglieder bewirken kann.According to a preferred embodiment of the invention, the transmission has at least one second switching element which is displaceable in such a way that the transmission can be brought into at least three different switching positions, the transmission and the switching device being coupled at least via the first switching spring and a second bistable switching spring are that a preselected on the switching device switching position can cause a shift of the switching elements.
Durch diese Maßnahme können weitere, nämlich insgesamt zumindest drei oder vier Schaltstellungen, etwa ein Vierganggetriebe, realisiert werden. Auch bei dieser Ausgestaltung kann bei einfachem, überschaubarem Aufbau eine sichere, gleichwohl bedienerfreundliche Schaltfunktionalität realisiert werden.By this measure, more, namely a total of at least three or four switching positions, such as a four-speed transmission can be realized. Also in this embodiment can be realized with a simple, manageable structure a safe, yet user-friendly switching functionality.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist jede Schaltfeder als Bügelfeder oder Scheibenfeder aus einem Draht- oder Flachmaterial ausgebildet.In an advantageous embodiment of the invention, each switching spring is designed as a bow spring or disc spring made of a wire or flat material.
Somit kann die Schaltfeder besonders einfach und wirtschaftlich hergestellt werden, wobei auf geeignete kostengünstige und hochverfügbare Halbzeuge zurückgegriffen werden kann.Thus, the switching spring can be made particularly simple and economical, with appropriate low-cost and highly available semi-finished products can be used.
Geeignete Halbzeuge können Bänder und Drähte aus vergüteten oder gehärteten Metallen, vorzugsweise aus Stahl, sein. Sollen die Schaltfedern aus einem Rundmaterial ausgebildet sein, so bieten sich patentiert gezogene Federdrähte ebenso wie ölschlussvergütete Federdrähte an. Andere Werkstoffe sind denkbar, die Schaltfeder kann ohne Weiteres als bistabile Feder aus Kunststoffen oder Kunststoffpaketen ausgeführt sein.Suitable semi-finished products may be tapes and wires of tempered or hardened metals, preferably of steel. If the switching springs are to be formed from a round material, then patented drawn spring wires are just as suitable as oil-tempered spring wires. Other materials are conceivable, the switching spring can be carried out readily as a bistable spring made of plastics or plastic packages.
Eine gewünschte Steifigkeit bzw. Federkonstante als Maßgabe für eine Rückstellkraft der bistabilen Federn kann durch Wahl von Werkstoffparametern und -abmessungen berücksichtigt werden. Ebenso ist es denkbar, geeignete Charakteristika durch Parallelschaltung oder Reihenschaltung mehrerer Federn realisieren zu können.A desired stiffness or spring constant as a guideline for a restoring force of the bistable springs can be taken into account by selecting material parameters and dimensions. Likewise, it is conceivable to be able to realize suitable characteristics by parallel connection or series connection of several springs.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist jede Schaltfeder an einem ersten Ende und einem zweiten Ende unter Vorspannung gelagert.According to one embodiment of the invention, each switching spring is mounted at a first end and a second end under bias.
Auf diese Weise können die Rückstellkraft der Schaltfedern sowie der maximale Hub bei der Auslenkung in eine der beiden stabilen Lagen durch geeignete Anordnung von Lagerpunkten zur Aufnahme der Feder definiert werden. Es versteht sich, dass bei einer entspannten Feder der freie Abstand des ersten Endes vom zweiten Ende der Schaltfeder größer ist als der Abstand der Lagerpunkte zur Aufnahme der Schaltfeder am Handwerkzeug. Das erste Ende und das zweite Ende der Schaltfeder können etwa in einem Drehlager oder in einem Festlager aufgenommen sein.In this way, the restoring force of the switching springs and the maximum stroke in the deflection in one of the two stable layers can be defined by suitable arrangement of bearing points for receiving the spring. It is understood that in a relaxed spring, the free distance of the first end of the second end of the switching spring is greater than the distance of the bearing points for receiving the switching spring on the hand tool. The first end and the second end of the switch spring may be accommodated approximately in a rotary bearing or in a fixed bearing.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Hebel am ersten Ende der Schaltfeder vorgesehen, wobei das erste Ende verschwenkbar gelagert ist.According to one embodiment of the invention, the lever is provided at the first end of the switching spring, wherein the first end is pivotally mounted.
Auf diese Weise können die Hebel definiert betätigt, nämlich im Wesentlichen verschwenkt werden und im Zuge dieser Bewegung ein ”Umschnappen” der Schaltfedern bewirken. Die Bedienung und der Aufbau des Handwerkzeugs können sich weiter vereinfachen, da auch hierdurch eine Übersetzung einer kleinen Betätigungsbewegung in eine beträchtliche Stellbewegung bewirkt werden kann.In this way, the levers can be actuated in a defined manner, namely essentially pivoted, and in the course of this movement bring about a "snap-over" of the switching springs. The operation and the structure of the hand tool can be further simplified, as well as a translation a small actuating movement can be effected in a considerable adjusting movement.
Sobald die Schaltfeder den Totpunkt überwunden hat und selbsttätig in die stabile Endlage strebt, wird auch am Hebel eine der ursprünglichen Betätigungsbewegung gleichgerichtete Kraft bewirkt, welche einem Bediener eine eindeutige Rückmeldung über ein erfolgtes Umschalten geben kann.As soon as the switch spring has overcome the dead center and automatically strives for the stable end position, a force which is rectified by the original actuating movement is also effected on the lever, which force can give an operator unambiguous feedback about a successful switchover.
Auch dadurch kann ein zuverlässiges Schalten gefördert werden.Also, a reliable switching can be promoted.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung weist die Schalteinrichtung eine Kulisse mit Führungsflächen auf, welche zumindest mit der ersten oder der zweiten Schaltfeder gekoppelt sind.In a preferred embodiment of the invention, the switching device on a backdrop with guide surfaces which are coupled at least to the first or the second switching spring.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die Schalteinrichtung im Wesentlichen nur ein Betätigungselement umfassen muss, also durch eine einzige Bedienbewegung sowohl die erste als auch eine zweite Schaltfeder angesteuert werden können. Es ergibt sich eine deutlich verbesserte Ergonomie. Die Gefahr von Fehlbedienungen kann sich beträchtlich verringern.This measure has the advantage that the switching device essentially only has to comprise one actuating element, that is to say that both the first and a second switching spring can be actuated by a single operating movement. This results in a significantly improved ergonomics. The risk of incorrect operation can be considerably reduced.
Die Führungsflächen können beispielsweise als eine oder mehrere Führungsnuten, die eine Verkörperung gewünschter Steuerkurven darstellen, ausgeführt sein.The guide surfaces may, for example, be designed as one or more guide grooves, which represent an embodiment of desired control cams.
In vorteilhafter Weiterbildung dieser Ausgestaltung wirken die Führungsflächen mit Kontaktelementen jedes Hebels derart zusammen, dass sich bei Betätigung der Schalteinrichtung mindestens zwei verschiedene Zuordnungen der Hebel zueinander ergeben.In an advantageous embodiment of this embodiment, the guide surfaces interact with contact elements of each lever such that upon actuation of the switching device at least two different assignments of the levers result from each other.
Auf diese Weise können durch die Betätigung der Schalteinrichtung Mehrganggetriebe mit einem oder einer Mehrzahl von Schaltgliedern geschaltet werden. Dies kann bei geringer Teilezahl und weiter verbesserter Bedienbarkeit erfolgen.In this way, by the operation of the switching device multi-speed transmission can be switched with one or a plurality of switching elements. This can be done with a small number of parts and further improved operability.
Bei zwei Schaltfedern, welche jeweils zwei Gleichgewichtslagen einnehmen können, ergeben sich insgesamt vier Schaltstellungen, welche ohne Weiteres verwirklicht werden können. Dies können vier verschiedene gleichgerichtete oder aber gegengerichtete Übersetzungen sein. Weiterhin können Zusatzfunktionen, wie ein Spindelstopp, eine Festlegung der Antriebswelle, oder ein Leerlauf, eine Entkopplung der Motorwelle von der Antriebswelle, verwirklicht werden. Darüber hinaus ist es denkbar, an der Schalteinrichtung weitere Führungsflächen vorzusehen, um eine erweiterte Funktionalität zu berücksichtigen.In two switching springs, which can take two equilibrium positions, resulting in a total of four switching positions, which can be realized without further notice. These can be four different rectified or counter-directed translations. Furthermore, additional functions, such as a spindle stop, a determination of the drive shaft, or an idle, a decoupling of the motor shaft from the drive shaft can be realized. In addition, it is conceivable to provide further guide surfaces on the switching device in order to take into account an extended functionality.
Dementsprechend ist es bei einer Schaltfeder ermöglicht, mit den zwei Gleichgewichtslagen zwei Schaltstellungen, etwa einen ersten und einen zweiten Gang, zu realisieren.Accordingly, it is possible with a switching spring to realize two switching positions, such as a first and a second gear, with the two equilibrium positions.
Die Kontaktelemente jedes Hebels können entlang der Führungsflächen der Schalteinrichtung formschlüssig geführt sein. Da jede Schaltfeder unter Vorspannung aufgenommen sein kann, sich diese Vorspannung über den Hebel auch auf die Kontaktelemente übertragen kann, ist es ebenso denkbar, die Kontaktelemente zumindest partiell kraftschlüssig entlang der Führungsflächen zu führen. Mit Hilfe dieser Maßnahme kann es ermöglicht werden, die Führungsflächen zur Vereinfachung der Fertigung gröber zu tolerieren.The contact elements of each lever may be positively guided along the guide surfaces of the switching device. Since each switching spring can be accommodated under bias, this bias can be transmitted via the lever on the contact elements, it is also conceivable to perform the contact elements at least partially non-positively along the guide surfaces. With the help of this measure, it can be made possible to tolerate the guide surfaces to simplify the production coarser.
In vorteilhafter Weiterbildung dieser Ausgestaltung weisen die Führungsflächen der Kulisse tangentiale oder stetig gekrümmte Übergänge auf.In an advantageous embodiment of this embodiment, the guide surfaces of the backdrop on tangential or continuously curved transitions.
Durch diese Maßnahme kann sich die Ergonomie weiter verbessern, da eine Betätigung der Schalteinrichtung nunmehr besonders kraftschonend erfolgen kann. Während der Relativbewegung zwischen den Führungsflächen und den Kontaktelementen der Hebel können somit stoß- oder ruckartige Belastungswechsel vermieden werden.By this measure, the ergonomics can continue to improve, since an operation of the switching device can now be done especially power saving. During the relative movement between the guide surfaces and the contact elements of the lever thus shock or jerky load changes can be avoided.
Alternativ ist es vorstellbar, entlang der Führungsflächen der Schalteinrichtung an bestimmten Positionen beispielsweise lokale Rastpunkte oder spitze Übergänge vorzusehen, um dem Bediener eine noch deutlichere Rückmeldung über eine vorgewählte Schaltposition geben zu können.Alternatively, it is conceivable to provide, for example, local detent points or pointed transitions along the guide surfaces of the switching device at certain positions in order to be able to give the operator an even clearer feedback about a preselected switching position.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist jedes Schaltglied Formschlusselemente auf und ist zur selektiven Festlegung oder Freigabe von Getriebeteilen verlagerbar.According to a further embodiment of the invention, each switching element on positive-locking elements and is for selective fixing or release of transmission parts displaced.
Somit können die Schaltglieder beispielsweise Verzahnungen, Nuten oder Keilgeometrien aufweisen und mit damit korrespondierenden Gegenkonturen am Gehäuse oder dem Getriebe in Eingriff gebracht werden. Mit dem erfindungsgemäßen Handwerkzeug ist es ermöglicht, diesen Vorgang auch abzuschließen, wenn das Schaltglied bei der Betätigung der Schalteinrichtung nicht mit seiner Gegenkontur ausgerichtet ist, da die Schaltfeder in diesem Fall als Speicherelement fungiert und in ihrem Streben nach der stabilen Endlage den Schaltvorgang beispielsweise beim nächsten Anlauf des Handwerkzeugs vollzieht.Thus, the switching elements may, for example, have teeth, grooves or wedge geometries and be brought into engagement with corresponding counter contours on the housing or the transmission. With the hand tool according to the invention, it is possible to complete this process even if the switching element is not aligned with the operation of the switching device with its counter contour, since the switching spring acts as a memory element in this case and in their pursuit of the stable end position, the switching process, for example, the next Start of the hand tool completes.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist jedes Schaltglied als Verzahnungsteil ausgeführt, das mit Getriebeteilen in Eingriff gebracht werden kann.In an advantageous embodiment of the invention, each switching element is designed as a toothed part, which can be brought into engagement with gear parts.
Durch diese Maßnahme wird es ermöglicht, die Schaltglieder beispielsweise bei einem Planetengetriebe unmittelbar als Hohlräder auszuführen, entlang derer Planetenräder kämmen können. Somit kann sich der Herstellungs- und Montageaufwand weiter verringern, der erforderliche Bauraum und das Gewicht des Handwerkzeugs können sinken. By this measure, it is possible to perform the switching elements, for example, in a planetary gear directly as ring gears, along which planet gears can mesh. Thus, the manufacturing and assembly costs can be further reduced, the required space and the weight of the hand tool can fall.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist jede Schaltfeder mindestens eine Zunge auf, die mit mindestens einem Schaltglied koppelbar ist.In an advantageous embodiment of the invention, each switching spring on at least one tongue which can be coupled with at least one switching element.
Durch diese Maßnahme können die Schaltfedern direkt und unmittelbar an den Schaltgliedern angreifen bzw. in die Schaltglieder eingreifen. Bei einer Schaltfeder aus einem Flachmaterial kann die Zunge zusammen mit der Schaltfeder gestanzt, geschnitten, gelasert oder anderweitig ausgeformt sein. Bei einer Schaltfeder aus einem Drahtmaterial kann die Zunge im Zuge eines Biegeprozesses etwa als U-förmige seitliche Erweiterung ausgeführt sein.By this measure, the switching springs can act directly and directly on the switching elements or engage in the switching elements. In a switching spring made of a flat material, the tongue can be punched, cut, lasered or otherwise formed together with the switching spring. In a switching spring made of a wire material, the tongue may be performed as a U-shaped lateral extension in the course of a bending process.
Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung greift jede Zunge in eine Ausnehmung des Schaltgliedes ein, wobei beim Umschalten der Schaltfeder das zugehörige Schaltglied über die Zunge in Axialrichtung beaufschlagt wird.According to one embodiment of this embodiment, each tongue engages in a recess of the switching element, wherein when switching the switching spring, the associated switching element is acted upon via the tongue in the axial direction.
Das Schaltglied kann somit an die Gestalt der Zungen angepasste Vertiefungen bzw. Senkungen aufweisen, sofern es verdrehfest und lediglich axial verschiebbar im Gehäuse des Handwerkzeugs aufgenommen ist. Es kann sich hierbei etwa um drehfeste Sperrglieder oder -schieber handeln, die durch axiale Verlagerung Getriebeglieder am Gehäuse festlegen können.The switching element can thus have recesses or countersinks adapted to the shape of the tongues, provided that it is held against rotation and only axially displaceable in the housing of the hand tool. This may be, for example, non-rotatable locking members or sliders, which can set transmission members on the housing by axial displacement.
Bei einem zumindest zeitweise umlaufenden Schaltglied, etwa einem Schaltglied, das gleichzeitig als Hohlrad einer Planetengetriebestufe fungiert, ist die Ausnehmung vorteilhaft ebenso umlaufend, etwa in Form einer Nut oder Erhebung, ausgebildet.In an at least temporarily circulating switching element, such as a switching element, which also acts as a ring gear of a planetary gear stage, the recess is advantageously also circumferentially, for example in the form of a groove or survey formed.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung beaufschlagt jede Schaltfeder in einer stabilen Position Anschlagflächen des Getriebes mit einer Restvorspannung.According to a further embodiment of the invention, each switching spring acts in a stable position stop surfaces of the transmission with a residual bias.
Durch diese Maßnahme wird es gewährleistet, dass die Schaltfedern auch bei Berücksichtigung fertigungs-, einsatz- oder alterungsbedingter Toleranzen im ausgelenkten Zustand stets an der gleichen Position zur Anlage kommen. Somit kann die Fertigung der Schaltfedern weiter vereinfacht werden, da nunmehr größere Toleranzen zulässig sein können, obgleich weiterhin ein zuverlässiges Schalten des Getriebes gewährleistet ist.By this measure, it is ensured that the shift springs always come in the same position to the plant even when considering manufacturing, use or aging-related tolerances in the deflected state. Thus, the production of the switching springs can be further simplified, since now larger tolerances may be allowed, although a reliable switching of the transmission is still guaranteed.
Die Anschlagflächen des Getriebes können an einem Getriebegehäuse vorgesehen sein und durch direkten Kontakt mit den Schaltfedern, etwa im Bereich der Zungen, die maximale Auslenkung der Schaltfedern begrenzen.The abutment surfaces of the transmission can be provided on a transmission housing and limit the maximum deflection of the shift springs by direct contact with the shift springs, such as in the region of the tongues.
Alternativ ist vorstellbar, dass die Schaltfedern die Anschlagflächen des Getriebes mittelbar beaufschlagen. In diesem Fall können die Anschlagflächen etwa direkt mit den zu verlagernden Schaltgliedern zusammenwirken, so dass diese zur Anlage kommen, obwohl die Schaltfedern noch mit einer Restvorspannung auf sie einwirken.Alternatively, it is conceivable that the switching springs act on the stop surfaces of the transmission indirectly. In this case, the abutment surfaces can interact approximately directly with the switching elements to be displaced, so that they come to rest, even though the switching springs still act with a residual prestressing on them.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Schalteinrichtung um eine Achse senkrecht oder parallel zur Antriebswelle verschwenkbar.In a preferred embodiment of the invention, the switching device is pivotable about an axis perpendicular or parallel to the drive shaft.
Auf diese Weise kann die Schalteinrichtung besonders einfach in das Handwerkzeug integriert werden. Bei einem Dreh- oder Schwenkknopf kann ferner eine gewünschte Kraftübersetzung zwischen einer etwa an einer Handhabe der Schalteinrichtung angreifenden Betätigungskraft und einer Stellkraft, die sich durch das Zusammenwirken der Schalteinrichtung mit den Kontaktflächen der Hebel und der Schaltfedern ergibt, durch geeignete Wahl des sich für den Bediener ergebenden Schwenkradius realisiert werden. Es kann sich eine weiter verbesserte Ergonomie ergeben.In this way, the switching device can be particularly easily integrated into the hand tool. In a rotary or rotary knob can also be a desired force transmission between an approximately acting on a handle of the switching device actuating force and a force resulting from the interaction of the switching device with the contact surfaces of the lever and the switching springs, by a suitable choice of the operator resulting swing radius can be realized. It may result in a further improved ergonomics.
So kann die Schalteinrichtung etwa als Schwenkknopf seitlich am Gehäuse des Handwerkzeugs ausgebildet sein und kann durch einen Bediener, der das Handwerkzeug an seinem Griffbereich in einer Hand sicher hält, durch die andere Hand, die Führungshand, besonders schnell und ergonomisch betätigt werden, ohne das Handwerkzeug ablegen zu müssen.Thus, the switching device may be formed as a swivel button laterally on the housing of the hand tool and can be operated by an operator who holds the hand tool at his grip area in one hand, by the other hand, the guide hand, particularly fast and ergonomic, without the hand tool to have to put off.
Ebenso ist denkbar, die Schalteinrichtung in Form einer um das Getriebe verschwenkbaren Hülse oder eines Abschnittes einer solchen Hülse auszuführen. In diesem Fall kann die Schalteinrichtung durch die Führungshand des Bedieners besonders einfach durch ein Verschwenken um eine Längsachse des Handwerkzeugs betätigt werden. Dabei kann über die Führungshand durchaus ein beträchtlicher Teil des Gewichts des Handwerkzeugs aufgenommen werden.It is also conceivable to carry out the switching device in the form of a pivotable about the transmission sleeve or a portion of such a sleeve. In this case, the switching device can be actuated by the guide hand of the operator particularly easily by pivoting about a longitudinal axis of the hand tool. It can be taken on the leading hand quite a considerable part of the weight of the hand tool.
In diesem Zusammenhang versteht es sich, dass die Schalteinrichtung durchaus auch als Schaltschieber mit im Wesentlichen geradliniger Betätigung oder aber als entlang einer Führungsbahn, welche eine beliebige Raumkurve darstellen kann, verfahrbare Schalteinrichtung ausgeführt sein kann.In this context, it is understood that the switching device may well be designed as a slide switch with substantially rectilinear operation or as along a guideway, which may represent any space curve, movable switching device.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Schalteinrichtung als Teil einer Außenfläche des Gehäuses des Handwerkzeugs ausgebildet.According to one embodiment of the invention, the switching device is formed as part of an outer surface of the housing of the hand tool.
Durch diese Maßnahme kann ein integriertes Design verwirklicht werden, die Verschmutzungsanfälligkeit der Schalteinrichtung kann reduziert werden, ferner kann eine einfache Zugänglichkeit, mithin eine weiter verbesserte Bedienbarkeit, der Schalteinrichtung gewährleistet sein. By this measure, an integrated design can be realized, the susceptibility to soiling of the switching device can be reduced, also easy accessibility, thus a further improved operability, the switching device can be ensured.
An der Schalteinrichtung selbst kann eine Handhabe als deutlich hervorspringende Geometrie ausgeformt sein, welche gleichzeitig als optischer Indikator für den vorgewählten Gang dienen kann.On the switching device itself, a handle can be formed as a clearly projecting geometry, which can serve as an optical indicator for the preselected gear at the same time.
In alternativer Ausgestaltung der Erfindung ist jede Schaltfeder als Kreisring oder Teilkreisring ausgeführt.In an alternative embodiment of the invention, each switching spring is designed as a circular ring or pitch ring.
Es versteht sich, dass in diesem Zusammenhang die Begriffe ”Kreisring” oder ”Teilkreisring” nicht einschränkend zu verstehen sind, insbesondere können die ringartigen Gestaltungen gerade Abschnitte, Ausnehmungen, Unterbrechungen und vor allem die Zungen aufweisen.It is understood that in this context the terms "circular ring" or "partial circle ring" are not to be understood as limiting, in particular the ring-like configurations may have straight sections, recesses, interruptions and above all the tongues.
Bei einer kreisringförmigen Schaltfeder kann eine hohe Stellkraft bewirkt werden. Ist an jedem Halbkreis der Schaltfeder eine Zunge vorgesehen, kann sich an den Schaltgliedern ein symmetrischer Kraftangriff ergeben, wodurch sich die Zuverlässigkeit des Schaltvorgangs weiter verbessern kann.In an annular switching spring, a high force can be effected. If a tongue is provided on each semicircle of the switching spring, a symmetrical force application can result on the switching elements, as a result of which the reliability of the switching process can be further improved.
Eine Schaltfeder in Form eines Teilkreisrings ist vorteilhaft als Halbkreisring ausgeführt, durch die halboffene Bauform kann die Montage deutlich vereinfacht werden. Vorteilhaft können zwei halbkreisförmige Schaltfedern bei der Montage kombiniert werden, so dass sich die höhere Stellkraft der Schaltfeder, die als Vollkreisring ausgeführt ist, auch hier geben kann.A switching spring in the form of a part circle ring is advantageously designed as a semicircular ring, through the semi-open design, the assembly can be significantly simplified. Advantageously, two semicircular switching springs can be combined during assembly, so that the higher actuating force of the switching spring, which is designed as a full circle, can also give here.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of several preferred embodiments with reference to the drawings. Show it:
In
Derartige Handwerkzeuge, insbesondere elektromotorisch betriebene Handwerkzeuge, finden Verwendung bei vielen Tätigkeiten, etwa beim Bohren, Schrauben, Schleifen, Polieren, Schlagbohren oder beim Sägen. Zur Energieversorgung können die Handwerkzeuge mit Leitungen zur Verbindung mit einem Leitungsnetz oder aber mit mobilen Energiespeichern, insbesondere Akkumulatoren, versehen sein.Such hand tools, in particular electric motor operated hand tools, find use in many activities, such as drilling, screwing, grinding, polishing, impact drilling or sawing. For power supply, the hand tools can be provided with lines for connection to a pipeline network or else with mobile energy stores, in particular accumulators.
In Anbetracht der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten ist es nachvollziehbar, dass derartige Handwerkzeuge – insbesondere höherwertige, zur professionellen Anwendung geeignete – mit Schaltgetrieben versehen werden, um passend zum jeweiligen Einsatz eine geeignete Werkzeugdrehzahl bereitstellen zu können. Entsprechende Getriebe können etwa mit zwei, drei oder vier Gängen ausgestattet sein. Ein geeignetes 4-Gang-Getriebe zeigt die nicht vorveröffentlichte
Mit zunehmender Variabilität der Abtriebsdrehzahlen durch Berücksichtigung von Getrieben mit immer mehr Schaltstufen steigt zum einen die Leistungsfähigkeit der Handwerkzeuge bei variablen Anwendungen und Einsatzbedingungen. Jedoch ist in zunehmendem Maße festzustellen, dass die Bedienbarkeit solcher Getriebe erschwert werden und kompliziert anmuten kann, zumal Herstellung und Montage derartiger Anordnungen einen erheblichen Aufwand mit sich bringen können.With increasing variability of the output speeds by taking into account transmissions with more and more switching stages, on the one hand, the performance of the hand tools increases with variable applications and operating conditions. However, it is increasingly found that the usability of such transmissions are difficult and may seem complicated, especially as the production and assembly of such arrangements can bring a considerable effort.
Im Folgenden wird nun ein erfindungsgemäßes Handwerkzeug beschrieben, bei dem das Getriebe bei einfachem, kostengünstigem Aufbau eine zuverlässige Schaltfunktionalität bei vereinfachter Bedienung aufbieten kann.In the following, a hand tool according to the invention will now be described, in which the transmission, with a simple, cost-effective design, can offer reliable switching functionality with simplified operation.
Das Handwerkzeug
Der Antriebsmotor
In
Schließlich zeigt
In
Das Getriebe
Die erste Schaltfeder
In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass die Lagerungen ebenso etwa als Kugelgelenke oder aber als Festlager ausgebildet sein können. Es versteht sich, dass hinsichtlich der ersten und zweiten Lagerung einer Schaltfeder verschiedene Lagertypen zur Anwendung kommen können.In this context, it should be mentioned that the bearings can also be designed as ball joints or else as a fixed bearing. It is understood that with respect to the first and second storage of a switching spring different types of bearings can be used.
Beispielsweise können die zweiten Lagerungen
Unter Berücksichtigung der Darstellung der entspannten Schaltfeder
An den Schaltfedern
In den
Die Hebel
Bei dieser Stellbewegung greifen die Schaltfedern
Wie in
Wie vorstehend beschrieben, ist es besonders vorteilhaft, an dem Getriebe
Demgegenüber sind die Anschläge
Mit dieser Ausgestaltung kann die Genauigkeit der Getriebebetätigung trotz fertigungsgerechter grober Tolerierung der Schaltfedern
Gemäß der Darstellung in
Anhand der
Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Handwerkzeug auch mit einem Zweiganggetriebe, oder allgemein mit zwei Schaltstellungen, versehen sein kann. Hierbei ist vorteilhaft lediglich eine Schaltfeder sowie ein Schaltglied vorzusehen. Ausgehend von der Darstellung in
Gemäß der Darstellung in den
Die Schalteinrichtung
Zur Vereinfachung der Betätigung bzw. zur optischen Kennzeichnung der vorgewählten Schaltposition ist an der Schalteinrichtung
Vorliegend sind bei der Schalteinrichtung
Durch Betätigung der Schalteinrichtung
Hierbei verbleibt der Hebel
Sollte dieses Einrücken in die stabile Endlage nicht unmittelbar ermöglicht sein, weil etwa eines der Schaltglieder
In den
Gegenüber der Darstellung in
Schließlich ist in den
Anhand der
Die Führungsflächen
Die Anordnung der Kulisse mit den Führungsflächen
Abschließend sei anhand der
Das Getriebe
Die erste Planetenstufe
Die zweite Planetenstufe
Die dritte Planetenstufe
Es versteht sich, dass die in
Es können hierbei andere Getriebeanordnungen und -ausgestaltungen, weiterführende Funktionen, wie etwa Kupplungen, ein Spindelstopp, Bremseinrichtungen, Schlagwerke oder Einrichtungen zur Bewegungsumkehr, berücksichtigt und aktiviert, deaktiviert oder anderweitig geschaltet werden.Other gear arrangements and configurations, such as clutches, a spindle stop, brake devices, percussion mechanisms, or motion reversing devices, may be considered and activated, deactivated, or otherwise switched.
Im Rahmen der Erfindung wird ein Handwerkzeug mit einem Schaltgetriebe offenbart, bei dem bei einfachem Aufbau eine eindeutige, zuverlässige Auswahl verschiedener Getriebefunktionalitäten ermöglicht ist.In the context of the invention, a hand tool with a manual transmission is disclosed in which, with a simple construction, a clear, reliable selection of different transmission functionalities is made possible.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- DE 102009051844 [0085] DE 102009051844 [0085]
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