DE102013207305A1

DE102013207305A1 - Handwerkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102013207305A1
Application number: DE201310207305
Authority: DE
Inventors: Thomas Hampel; Juergen Gairing
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-10-08
Filing date: 2013-04-23
Publication date: 2014-04-10

Abstract

Bei einer Handwerkzeugmaschine (10) mit einem mindestens zwischen einem ersten und einem zweiten Gang umschaltbaren Getriebe (22), dem zur Gangumschaltung ein manuell betätigbares Betätigungselement (34) zugeordnet ist, ist das Betätigungselement (34) nach Art eines Wippschalters mit mindestens einer ersten und einer zweiten Schaltstellung ausgebildet, wobei die erste Schaltstellung dem ersten Gang und die zweite Schaltstellung dem zweiten Gang zugeordnet ist.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine mit einem mindestens zwischen einem ersten und einem zweiten Gang umschaltbaren Getriebe, dem zur Gangumschaltung ein manuell betätigbares Betätigungselement zugeordnet ist.
Aus dem Stand der Technik sind Handwerkzeugmaschinen mit mindestens einem ersten und einem zweiten Gang bekannt, die zur Realisierung der Gänge ein Planetengetriebe mit mindestens drei Planetenstufen aufweisen, wobei zur Gangumschaltung jeweils mindestens eine der drei Stufen deaktivierbar ist. Hierdurch kann z.B. im zweiten Gang eine höhere Drehzahl bei einem reduzierten Drehmoment oder im ersten Gang ein höheres Drehmoment mit einer geringeren Drehzahl an einer entsprechenden Abtriebswelle der Handwerkzeugmaschine bereitgestellt werden. Das Deaktivieren von einer der Planetenstufen erfolgt vielfach über ein verschiebbares Schalthohlrad, das über ein manuell betätigbares Betätigungselement betätigbar ist.
Als Betätigungselement ist aus dem Stand der Technik ein Schiebeelement bekannt, das mittels eines Federdrahts mit dem verschiebbaren Schalthohlrad verbunden ist. Der Draht kann entweder über einen Fixpunkt geschwenkt oder linear verschoben werden. Die Anzeige des jeweils aktiven Gangs erfolgt im Allgemeinen durch die Ziffern "1" und "2", die im Bereich einer Oberseite des Schiebeelements ausgebildet sind. In Abhängigkeit von der Position des Schiebeelements wird die dem inaktiven Gang zugeordnete Ziffer vom Gehäuse der Handwerkzeugmaschine verdeckt und die dem aktiven Gang zugewiesene Ziffer liegt frei.
Nachteilig am Stand der Technik ist, dass ein Schiebeelement vergleichsweise schwer bedienbar und deshalb unkomfortabel in seiner Handhabung ist. Da ein Schiebeelement zur Gangumschaltung über mindestens zwei Rastpositionen verfügt, wird einem Benutzer nicht ohne weiteres verdeutlicht, wie viele Gänge ihm insgesamt zur Verfügung stehen. Die rein numerische Beschriftung des Betätigungselements für die Gangumschaltung erlaubt ferner keine intuitiv verständliche Erklärung der Funktion der Gänge.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine neuartige Handwerkzeugmaschine mit einem zumindest zwischen einem ersten und einem zweiten Gang umschaltbaren Getriebe bereitzustellen, bei dem ein schneller, leichtgängiger und komfortabler Wechsel zwischen den einzelnen Gängen möglich ist. Darüber hinaus sollen für einen Benutzer der jeweils aktive Gang und dessen Anwendungszweck auf einen Blick intuitiv erfassbar sein.
Dieses Problem wird gelöst durch eine Handwerkzeugmaschine mit einem mindestens zwischen einem ersten und einem zweiten Gang umschaltbaren Getriebe, dem zur Gangumschaltung ein manuell betätigbares Betätigungselement zugeordnet ist, wobei das Betätigungselement nach Art eines Wippschalters mit mindestens einer ersten und einer zweiten Schaltstellung ausgebildet ist, wobei die erste Schaltstellung dem ersten Gang und die zweite Schaltstellung dem zweiten Gang zugeordnet ist.
Die Erfindung ermöglicht somit die Bereitstellung einer Handwerkzeugmaschine, bei der aufgrund der Hebelwirkung des Wippschalters subjektiv geringere Betätigungskräfte zur Gangumschaltung aufzubringen sind, so dass ein Benutzer eine entsprechende Gangumschaltung leichter und komfortabler vornehmen kann.
Vorzugsweise ist das Getriebe nach Art eines Planetengetriebes mit mindestens drei Planetenstufen ausgebildet, wobei zum Umschalten zwischen dem ersten und dem zweiten Gang jeweils mindestens eine der Planetenstufen deaktivierbar ist.
Durch den Einsatz eines Planetengetriebes ist ein besonders symmetrischer und platzsparender Aufbau des Getriebes gegeben, wobei zugleich hohe Drehmomente übertragbar sind. Der Einsatz von drei Planetenstufen ermöglicht ein Getriebe mit zwei Gängen.
Vorzugsweise ist zum Umschalten zwischen dem ersten und dem zweiten Gang ein Schalthohlrad vorgesehen.
Dies erlaubt eine konstruktiv einfache und raumsparende, koaxiale Getriebeansteuerung.
Bevorzugt ist der Wippschalter über einen Schaltring oder eine Schaltgabel mit mindestens zwei Schaltarmen mit dem Schalthohlrad verbunden.
Hierdurch ist eine Ankopplung des Wippschalters an das Schalthohlrad realisierbar, die hinreichend hohe Schaltkräfte übertragen kann. Sowohl der Schaltring als auch die Schaltgabel können integral zum Wippschalter ausgebildet und z.B. einstückig im Spritzgussverfahren mit einem Kunststoffmaterial gefertigt sein. Alternativ können der Schaltring oder die Schaltgabel mit einem metallischen Material, z.B. mit einem gebogenen Draht, gefertigt sein, wobei der mit einem Kunststoffmaterial gefertigte Wippschalter z.B. unmittelbar an den Draht angespritzt werden kann.
Bevorzugt weisen der Schaltring oder jeder der zwei Schaltarme der Schaltgabel jeweils mindestens einen Vorsprung auf, wobei die Vorsprünge jeweils mit einer Ringnut des Schalthohlrades im Eingriff stehen, um ein Verschieben des Schalthohlrades durch ein Betätigen des Wippschalters zu ermöglichen.
Hierdurch kann der Wippschalter unmittelbar oberhalb des Schalthohlrades in ein entsprechendes Werkzeuggehäuse der Handwerkzeugmaschine integriert werden, so dass ein hierzu notwendiger Einbauraum verringert werden kann. Darüber hinaus vereinfacht die direkte Betätigung des Schalthohlrades durch den Wippschalter den konstruktiven Aufbau der Handwerkzeugmaschine und erlaubt zudem durch die Verringerung des mechanischen Spiels präzise Schaltvorgänge.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Schaltring oder die Schaltgabel mittels eines Schaltgestänges an das Schalthohlrad angelenkt, um ein Verschieben des Schalthohlrades durch ein Betätigen des Wippschalters zu ermöglichen.
Durch die solchermaßen indirekt erfolgende Betätigung des Schalthohlrades ist eine räumlich flexiblere Anordnung des Wippschalters innerhalb des Werkzeuggehäuses der Handwerkzeugmaschine möglich.
Bei einer Ausführungsform weist das Schaltgestänge ein metallisches Bauteil auf, das einen zumindest annähernd U-förmigen und mit dem Schaltring in Eingriff stehenden Abschnitt aufweist, an dem zwei zumindest annähernd gabelförmig auslaufende Enden ausgebildet sind, die in eine Ringnut des Schalthohlrades eingreifen.
Hierdurch kann das Schaltgestänge durch geeignete, mehrfache Biegevorgänge eines Drahtabschnittes einfach, kostengünstig, in großen Stückzahlen und passgenau gefertigt werden.
Nach Maßgabe einer Ausführungsform weist das Schaltgestänge ein Kunststoffteil auf, das einen zumindest annähernd halbringförmigen Abschnitt aufweist, an dessen beiden Enden jeweils ein senkrecht zu einer Halbkreisebene angeordneter Steg ausgebildet ist, wobei jeweils ein Stegende mit einem Schaltarm der Schaltgabel im Eingriff steht und der halbkreisförmige Abschnitt in die Ringnut des Schalthohlrades eingreift.
Hierdurch kann das Schaltgestänge in fertigungstechnisch vorteilhafterweise z.B. in großserientauglicher Weise im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Darüber hinaus ergibt sich aufgrund des Kunststoffmaterials ein geringes Gewicht bei zugleich vorteilhaften akustischen Eigenschaften.
Bevorzugt weist ein Werkzeuggehäuse und/oder ein Getriebegehäuse des Getriebes mindestens eine Längsführung, insbesondere mindestens eine Nut oder einen Vorsprung, für das Schaltgestänge auf.
Hierdurch ist eine verlässliche Lagesicherung und Führung des Schaltgestänges gegeben.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Schaltring oder die Schaltgabel aus einem metallischen Material, insbesondere einem Federdraht, ausgebildet.
Die Erfindung ermöglicht somit die Bereitstellung eines Schaltrings oder einer Schaltgabel, deren Elastizität auch bei einer Erwärmung zumindest im Wesentlichen gleichbleibend ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Schaltring oder die Schaltgabel aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere einem duroplastischen Kunststoff, ausgebildet.
Die Erfindung ermöglicht somit die Bereitstellung eines Schaltrings oder einer Schaltgabel, die einfach und kostengünstig hergestellt werden können.
Bevorzugt ist der Schaltring oder die Schaltgabel mit einem Federelement verbunden.
Somit kann ein robuster und stabiler Schaltring bzw. eine robuste und stabile Schaltgabel bereitgestellt werden.
Das Federelement ist bevorzugt durch Kunststoffspritzen mit dem Schaltring oder der Schaltgabel verbunden, oder der Schaltring oder die Schaltgabel weisen eine Aufnahme auf, in der das Federelement angeordnet ist.
Somit kann der Schaltring bzw. die Schaltgabel auf einfache Art und Weise mit dem Federelement versehen werden.
Bevorzugt ist das Federelement aus einem metallischen Material, insbesondere einem Federdraht, ausgebildet.
Somit kann die Bereitstellung eines Schaltrings oder einer Schaltgabel ermöglicht werden, die aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sind und deren Elastizität dennoch bei einer Erwärmung zumindest im Wesentlichen gleichbleibend ist.
Gemäß einer Ausführungsform sind der Wippschalter, der Schaltring und/oder die Schaltgabel in der ersten und zweiten Schaltstellung mit dem Werkzeuggehäuse verrastbar.
Hierdurch ist eine für einen Benutzer haptisch eindeutig wahrnehmbare Rückmeldung über den jeweiligen Schaltzustand des Getriebes, bei einem zugleich konstruktiv einfach und kostengünstig realisierbaren Aufbau realisierbar.
Nach Maßgabe einer Ausführungsform ist ein Rastorgan zum Verrasten des Wippschalters in der ersten und/oder zweiten Schaltstellung vorgesehen.
Durch das zusätzliche, konstruktiv in das Werkzeuggehäuse integrierte Rastelement ist eine für einen Benutzer haptisch noch intensiver wahrnehmbare Rückmeldung eines jeweiligen Getriebeschaltzustandes möglich.
Vorzugsweise weist eine Oberseite des Wippschalters mindestens ein erstes graphisches Symbol zur Kennzeichnung der ersten Schaltstellung und ein zweites graphisches Symbol zur Kennzeichnung der zweiten Schaltstellung auf.
Hierdurch ist eine schnelle visuelle Kontrolle des jeweiligen Getriebeschaltzustandes durch einen Benutzer möglich. Die Oberseite des Wippschalters ist bevorzugt leicht konkav und durchgehend ausgebildet. Auf der Oberseite können die zwei Symbole z.B. mit Hilfe von drei, parallel zur Schwenkachse des Wippschalters verlaufenden Rippen gegeneinander und zum Rand des Wippschalters hin begrenzt sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Handwerkzeugmaschine mit einem beispielhaften, an deren Werkzeuggehäuse angeordneten Wippschalter zur Gangumschaltung zwischen zwei Gängen,
2 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Wippschalters und eines Schaltgestänges zur indirekten Anbindung eines Schalthohlrades eines Planetengetriebes an einen Wippschalter,
3 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Wippschalters mit einer Schaltgabel gemäß einer ersten Ausführungsform und eines Schaltgestänges zur indirekten Anbindung des Schalthohlrades an einen Wippschalter,
4 eine perspektivische Teilansicht der Handwerkzeugmaschine von 1 mit dem Wippschalter und dem Schaltgestänge von 2,
5 eine perspektivische Teilansicht der Handwerkzeugmaschine von 1 mit dem Wippschalter und dem Schaltgestänge von 3,
6 eine Innenansicht des Werkzeuggehäuses der Handwerkzeugmaschine von 1 mit einer Längsführung für das Schaltgestänge von 3, 5,
7 eine schematische Seitenansicht des Wippschalters der Handwerkzeugmaschine von 1 gemäß einer dritten Ausführungsform ohne Schaltgestänge zur direkten Anbindung des Schalthohlrades an den Wippschalter,
8 eine Querschnittsdarstellung des Wippschalters von 1 und 2 mit einem integral ausgebildeten Rastorgan,
9 eine perspektivische Ansicht des Schaltgestänges von 2 mit einem integral am Schaltring ausgebildeten Rastorgan,
10 eine perspektivische Ansicht eines separat ausgeführten Rastorgans, 11 eine Draufsicht auf den Wippschalter von 5 mit jeweils zwei Symbolen in unterschiedlicher Gestaltung für den ersten und zweiten Gang,
12 eine perspektivische Ansicht des Wippschalters von 3 mit einer Schaltgabel gemäß einer zweiten Ausführungsform,
13 eine perspektivische Ansicht des Wippschalters von 3 mit einer Schaltgabel gemäß einer dritten Ausführungsform, die ein Federelement aufweist,
14 eine perspektivische Ansicht des Wippschalters von 13 ohne das Federelement von 13,
15 eine perspektivische Ansicht des Federelements von 13, und
16 eine Schnittansicht des Wippschalters von 13.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt eine beispielhafte, mit einer Gangumschaltung versehene Handwerkzeugmaschine 10, die ein Werkzeuggehäuse 12 mit einem Handgriff 14 aufweist. Gemäß einer Ausführungsform ist die Handwerkzeugmaschine 10 nach Art eines Elektrowerkzeugs ausgebildet, das zur netzunabhängigen Stromversorgung mechanisch und elektrisch mit einem Akkupack 16 verbindbar ist. In 1 ist die Handwerkzeugmaschine 10 beispielhaft als Akku-Bohrschrauber ausgebildet. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung weder auf Elektrowerkzeuge, noch auf Akku-Bohrschrauber beschränkt ist, sondern vielmehr bei unterschiedlichen Handwerkzeugmaschinen Anwendung finden kann, bei denen eine Gangumschaltung vorgesehen ist, z. B. bei einem Schrauber, einer Schlagbohrmaschine, einer Säge etc., unabhängig davon, ob die Handwerkzeugmaschine elektrisch oder nicht-elektrisch betreibbar ist.
In dem Werkzeuggehäuse 12 sind ein z. B. über einen Handschalter 18 betätigbarer Antriebsmotor 20 und ein Getriebe 22 angeordnet, wobei dem Getriebe 22 optional eine Drehmomentkupplung 24 zugeordnet ist. Der Antriebsmotor 20 ist beispielhaft in einem Motorgehäuse 26 angeordnet und das Getriebe 22 in einem Getriebegehäuse 28, wobei das Getriebegehäuse 28 und das Motorgehäuse 26 beispielhaft in dem Werkzeuggehäuse 12 angeordnet und z. B. an diesem befestigt sind. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass anstelle einer derartigen, sogenannten Can-Bauweise auch eine Realisierung der Handwerkzeugmaschine 10 in einer sogenannten Open Frame-Bauweise möglich ist.
Illustrativ ist der Antriebsmotor 20 zum Betrieb mit dem Akkupack 16 ausgebildet und wird hierzu z.B. von diesem mit Strom versorgt. Über das Getriebe 20 und eine diesem zugeordnete Antriebswelle 52 ist der Antriebsmotor 20 mit einer Abtriebswelle 42, z. B. einer Abtriebsspindel, verbunden. Die Funktionsweise und der Aufbau eines geeigneten Antriebsmotors sowie einer geeigneten Drehmomentkupplung sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, sodass hier zwecks Knappheit der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung dieser Komponenten verzichtet wird.
Das Getriebe 22 ist gemäß einer Ausführungsform ein mit verschiedenen Gangbzw. Planetenstufen ausgebildetes Planetengetriebe 32. Dieses wird im Betrieb der Handwerkzeugmaschine 10 von einem Antriebsglied 30 des Antriebsmotors 20, z.B. einer Motorwelle 30, drehend angetrieben. Illustrativ ist dem Planetengetriebe 32 eine Werkzeugaufnahme 36 zugeordnet, die beispielhaft ein Bohrfutter 38 aufweist. Diese Werkzeugaufnahme 36 dient zur Aufnahme eines Einsatzwerkzeugs 40 und kann an die vom Antriebsmotor 20 über das Planetengetriebe 32 antreibbare Abtriebswelle 42 angeformt sein oder aufsatzförmig mit dieser verbunden sein.
Das Planetengetriebe 32 ist über ein zugeordnetes, manuell betätigbares Betätigungselement 34 mindestens zwischen einem ersten und einem zweiten Gang umschaltbar. Im ersten Gang gibt das Planetengetriebe 32 ein hohes Drehmoment bei niedriger Drehzahl an die Drehmomentkupplung 24 ab, wohingegen im zweiten Gang die Drehzahl erhöht und das Drehmoment entsprechend reduziert ist. Hierbei kann dem Planetengetriebe 32 optional eine nicht dargestellte Synchronisierungseinheit zugeordnet sein, die dazu ausgebildet ist, eine Verbesserung des Schaltverhaltens des Planetengetriebes 32, insbesondere beim Umschalten zwischen erstem und zweitem Gang, zu erreichen.
Illustrativ verfügt das Planetengetriebe 32 über drei im Getriebegehäuse 28 angeordnete Planetenstufen: Eine erste, vordere Stufe 44, eine zweite, mittlere Stufe 46 und eine dritte, hintere Stufe 48. Die drei Planetenstufen 44, 46, 48 des Planetengetriebes 32 ermöglichen durch ein Deaktivieren von mindestens einer der Planetenstufen 44, 46, 48 die Umschaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Gang.
Um das Deaktivieren einer Planetenstufe 44, 46, 48 zu bewirken, ist ein Schalthohlrad 50 – wie durch einen Doppelpfeil angedeutet – axial bzw. parallel zu einer Antriebswelle 52 verschiebbar im Getriebegehäuse 28 aufgenommen. Das axiale Verschieben des Schalthohlrads 50 erfolgt durch eine Betätigung des Betätigungselements 34. Dieses ist gemäß einer Ausführungsform nach Art eines Wippschalters ausgebildet, der um einen Drehpunkt 54 in Richtung eines entsprechenden Doppelpfeils verkippbar bzw. verschwenkbar im Werkzeuggehäuse 12 aufgenommen bzw. an diesem gelagert ist und in geeigneter Weise (vgl. insb. 2 bis 5 sowie 7) mechanisch an das Schalthohlrad 50 angekoppelt ist.
In einer ersten Schaltstellung des Wippschalters 34 – die mit einer punktierten Linie angedeutet ist – befindet sich das Getriebe 28 zum Beispiel im ersten Gang, wohingegen sich das Getriebe 28 im zweiten Gang befindet, wenn der Wippschalter 34 in eine mit einer durchgezogenen Linie angedeutete, zweite Schaltstellung verschwenkt wird. In einer der ersten Schaltstellung zugeordneten und mit einer punktierten Linie angedeuteten, rechten Schiebestellung des Schalthohlrads 50 ist hier exemplarisch die mittlere Planetenstufe 46 aktiviert, so dass das Planetengetriebe 32 im ersten Gang läuft, während in einer der zweiten Schaltstellung zugeordneten und mit einer durchgezogenen Linie angedeuteten, linken Schiebestellung des Schalthohlrads 50 die mittlere Planetenstufe 46 deaktiviert ist, wodurch das Getriebe 28 im schnelleren, zweiten Gang läuft.
Die nähere Funktionsweise und der detaillierte Aufbau eines derartigen mehrstufigen Planetengetriebes für eine Handwerkzeugmaschine sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, sodass hier zwecks Knappheit der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung dieser Komponenten verzichtet wird.
2 zeigt eine erste Ausführungsform eines Wippschalters 60, mit dem der Wippschalter 34 von 1 realisiert werden kann, sowie eines Schaltgestänges 66 zur indirekten Anbindung eines Schalthohlrades eines Planetengetriebes, z.B. des Schalthohlrads 50 des Planetengetriebes 32 von 1. Der Wippschalter 60 verfügt beidseitig jeweils über einen Lagerzapfen 84, 86 zur verschwenkbaren Lagerung an einem entsprechenden Werkzeuggehäuse, z.B. Werkzeuggehäuse 12 von 1.
An dem Wippschalter 60 ist beispielhaft unterseitig ein Schaltring 62 mit einer Aufnahme 64 für das illustrativ mit einem gebogenen Draht ausgebildete Schaltgestänge 66 angeordnet, wobei der Wippschalter 60 zumindest annähernd diametral gegenüberliegend zur Aufnahme 64 am Schaltring 62 angeordnet ist. Der Wippschalter 60 und der Schaltring 62 sind bevorzugt einstückig mit einem Kunststoffmaterial, insbesondere einem duroplastischen Kunststoff, gefertigt. Alternativ kann der Schaltring 62 auch mit einem metallischen Material gebildet sein, z.B. einem Federdraht, so dass der Wippschalter 60 im Zuge des Herstellungsprozesses im Spritzgussverfahren an diesen angespritzt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Steg 70 eines U-förmigen Abschnitts 68 des Schaltgestänges 66 an der Aufnahme 64 des Schaltrings 62 befestigt, z.B. verrastet, und hierdurch mit diesem gelenkig verbunden. Parallel beabstandet zueinander verlaufende Schenkel 72, 74 des U-förmigen Abschnitts 68 des Schaltgestänges 66 weisen jeweils ein beispielhaft viertelringförmiges Ende 76, 78 mit zueinander weisenden Zapfen 80, 82 auf, die in eine Ringnut des Schalthohlrades (z.B. Ringnut 112 des Schalthohlrads 50 von 5) einbringbar sind.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Wippschalters 90, mit dem der Wippschalter 34 von 1 realisiert werden kann, sowie eines Schaltgestänges 98 zur indirekten Anbindung eines Schalthohlrades eines Planetengetriebes, z.B. des Schalthohlrads 50 des Planetengetriebes 32 von 1. An dem Wippschalter 90 ist beispielhaft unterseitig eine halbkreisförmige Schaltgabel 92 gemäß einer ersten Ausführungsform mit zwei Schaltarmen 94, 96 ausgebildet. Sowohl der Wippschalter 90 mit der Schaltgabel 92 als auch das Schaltgestänge 98 sind vorzugsweise jeweils einstückig mit einem Kunststoffmaterial, bevorzugt einem duroplastischen Kunststoff, gefertigt.
Das Schaltgestänge 98 umfasst illustrativ einen halbringförmigen Abschnitt 100 mit einem innenseitigen, zumindest bereichsweise umlaufenden Vorsprung 102, der mit einer Ringnut des Schalthohlrades (z.B. Ringnut 112 des Schalthohlrads 50 von 5) in Eingriff bringbar ist. An einem ersten Ende 104 des halbringförmigen Abschnitts 100 ist ein Steg 108 mit einem Stegende 109 und an einem zweiten Ende 106 ein Steg 110 mit einem Stegende 111 ausgebildet. Zur Schaffung einer mechanischen Verbindung zwischen dem Wippschalter 90 und dem Schaltgestänge 98 ist das Stegende 109 des Steges 108 an den Schaltarm 94 und das Stegende 111 des Steges 110 an den Schaltarm 96 dreh- bzw. verschwenkbar angelenkt. Die Stege 108, 110 stehen z.B. jeweils senkrecht auf einer von dem halbringförmigen Abschnitt 100 aufgespannten Ebene.
4 zeigt einen Ausschnitt der illustrativ mit dem Wippschalter 60 und dem Schaltgestänge 66 von 2 versehenen Handwerkzeugmaschine 10 von 1, die das Schalthohlrad 50 aufweist, zur Illustration einer beispielhaften indirekten Anbindung des Schaltgestänges 66 an das Schalthohlrad 50. Gemäß einer Ausführungsform greift der am viertelringförmigen Ende 76 des Schaltgestänges 66 vorgesehene Zapfen 80 in eine beispielhaft umlaufende Ringnut 112 des Schalthohlrads 50 ein. Dasselbe gilt für den hier verdeckten Zapfen des viertelringförmigen Endes 78 des Schaltgestänges 66.
Der Wippschalter 60 selbst ist mittels der Lagerzapfen 84, 86 verkippbar im Werkzeuggehäuse 12 aufgenommen. Durch ein Betätigen des Wippschalters 60 wird dieser um die Lagerzapfen 84, 86 herum verkippt bzw. geschwenkt, so dass das Schalthohlrad 50 koaxial zur Antriebswelle 52, wie mit einem Doppelpfeil angedeutet, verschoben wird und eine Gangumschaltung des Planetengetriebes 32 erfolgt. Zur Verbesserung der axialen Führung des U-förmigen Abschnitts 68 des Schaltgestänges 66 sind hierbei beispielhaft unterseitig am Getriebegehäuse 28 zwei Nuten 114, 116 vorgesehen, die geringfügig parallel zueinander beabstandet angeordnet sind.
5 zeigt einen Ausschnitt der illustrativ mit dem Wippschalter 90 und dem Schaltgestänge 98 von 3 versehenen Handwerkzeugmaschine 10 von 1, die das Schalthohlrad 50 aufweist, zur Illustration einer beispielhaften indirekten Anbindung des Schaltgestänges 98 an das mit der Ringnut 112 von 4 versehene Schalthohlrad 50 von 1. Hierbei greift illustrativ der Vorsprung 102 des halbringförmigen Abschnitts 100 in die Ringnut 112 des Schalthohlrades 50 ein. Hierdurch kann durch Betätigen des im Werkzeuggehäuse 12 verkippbar bzw. verschwenkbar aufgenommenen Wippschalters 90 das Schalthohlrad 50 in axialer Richtung der Antriebswelle 52, wie mit einem Doppelpfeil angedeutet, axial verschoben werden und somit eine Gangumschaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Gang oder umgekehrt vollzogen werden.
Um eine optimale Längsführung des Stegs 110 zu gewährleisten, ist bevorzugt eine Nut 120 in das Getriebegehäuse 28 des Planetengetriebes 32 eingelassen. Gegenüberliegend zur Nut 120 ist eine weitere, hier jedoch verdeckte Nut für den zweiten Steg 108 des Schaltgestänges 98 in das Getriebegehäuse 28 eingebracht. Eine Oberseite 122 bzw. eine Betätigungsfläche des Wippschalters 90 kann leicht konkav, eben oder konvex ausgestaltet sein.
6 zeigt eine Innenansicht des Werkzeuggehäuses 12 der Handwerkzeugmaschine 10 von 1 mit einer beispielhaft nach Art einer Nut ausgeführten Längsführung 130 für das Schaltgestänge 66 bzw. 98 von 3 bzw. 5. Eine weitere, nicht dargestellte Nut ist bevorzugt gegenüberliegend zur Nut 130 in eine andere, nicht dargestellte Hälfte des Werkzeuggehäuses 12 eingebracht. Beide Nuten 130 gewährleisten im Zusammenwirken eine zuverlässige Längsführung und Lagesicherung der Stege 72, 74 bzw. 108, 110 der in 3, 5 gezeigten Schaltgestänge 66 bzw. 98 in axialer Richtung, d.h. parallel zur Antriebswelle 52 des Planetengetriebes 32 von 1.
7 zeigt den beispielhaft mit dem Schalthohlrad 50 der Handwerkzeugmaschine 10 von 1 verbundenen Wippschalter 90 von 3, 5 zur Illustration einer direkten Anbindung, d.h. einer Anbindung ohne das Schaltgestänge 66 bzw. 98 von 2 bzw. 3. Hierzu weist der Wippschalter 90 zwei zueinander gerichtete, zapfenförmige Vorsprünge 140, 142 auf, die an den freien Enden seiner beiden Schaltarme 94, 96 ausgebildet sind und z.B.in die Ringnut (112 in 4 und 5) des Schalthohlrades 50 eingreifen. Der Wippschalter 90 sowie die Schaltarme 94, 96 und die zapfenförmigen Vorsprünge 140, 142 sind bevorzugt mit einem Kunststoffmaterial einstückig, z.B. im Spritzgussverfahren, hergestellt. Alternativ können die mit den zapfenartigen Vorsprüngen 140, 142 versehenen Schaltarme 94, 96 auch mit einem metallischen Material gebildet sein, so dass der Wippschalter 90 im Zuge des Herstellungsprozesses im Spritzgussverfahren an diese angespritzt werden kann. Durch ein Verkippen des Wippschalters 90 um den Drehpunkt 54 kann das Schalthohlrad 50 koaxial zur Antriebswelle 52 verschoben werden, um z.B. eine Gangumschaltung vom ersten in den zweiten Gang oder umgekehrt zu vollziehen.
8 zeigt den am Werkzeuggehäuse 12 von 1 angeordneten Wippschalter 60 von 2 mit einem beispielhaft integral ausgebildeten Rastorgan 152, das gemäß einer Ausführungsform an mindestens einer Stirnfläche 150 des Wippschalters 60 als ein Vorsprung mit einer in etwa halbkreisförmigen Querschnittsgeometrie ausgebildet ist. Der Vorsprung 152 kann illustrativ an einer im Werkzeuggehäuse 12 beispielhaft ausgeformten Kurvenfläche 154 unter Aufrechterhaltung einer leichten Presspassung entlanggleiten. Die Kurvenfläche 154 verfügt mittig z.B. über einen Konvexabschnitt 156, an den sich beidseitig jeweils eine leicht konkave Vertiefung 158, 160 anschließt, die zur Definition beider Rastpunkte des Wippschalters 60 dienen.
In der in 8 gezeigten Schaltstellung des Wippschalters 60 liegt der Vorsprung 152 in der oberen Vertiefung 158 zumindest bereichsweise formschlüssig an, wodurch der Vorsprung 152 in einer ersten Raststellung verrastet ist. Wird der Wippschalter 60 in die andere, mit einer punktierten Linie angedeutete Schaltstellung verkippt bzw. verschwenkt, so muss der Vorsprung 152 zunächst durch Anwendung einer leicht erhöhten Betätigungskraft aus der Vertiefung 158 heraus und über den Konvexabschnitt 156 hinweg bewegt werden. Nach dem Überschreiten des Konvexabschnittes 156 verringert sich jedoch die zum Verkippen notwendige Betätigungskraft und der Vorsprung 152 gleitet nahezu selbsttätig, d.h. lediglich unter Aufwendung einer erheblich reduzierten Betätigungskraft, in die zweite konkave Vertiefung 160 hinein, so dass der Vorsprung 152 in einer zweiten Raststellung verrastet ist. Jeder Schaltstellung des Wippschalters 60 ist hierbei genau eine Raststellung des Vorsprungs 152 und ein Gang, z.B. der erste oder zweite Gang, des Getriebes 20 von 1 zugeordnet.
9 zeigt den am Werkzeuggehäuse 12 angeordneten Wippschalter 60 von 2 mit einem beispielhaft integral am Schaltring 62 ausgebildeten Rastorgan 172, das gemäß einer Ausführungsform unterseitig am Schaltring 62 als ein Vorsprung mit einer dreieckförmigen Querschnittsgeometrie ausgebildet ist. Hierbei ist am Werkzeuggehäuse 12 illustrativ eine Kurvenfläche 170 ausgeformt, auf der der Vorsprung 172 bei einer Betätigung des Wippschalters 60 entlang gleitet. Diese Kurvenfläche 170 definiert im Zusammenspiel mit dem Vorsprung 172 zwei stabile Raststellungen des Vorsprungs 172 bzw. des Schaltrings 62 und damit des Wippschalters 60. Der Aufbau und die Funktion der Kurvenfläche 170 sowie des Vorsprungs 172 entsprechen der Arbeitsweise der Kurvenfläche 154 und des Vorsprungs 152 von 8, so dass an dieser Stelle zur weiteren Erläuterung der Funktionsweise auf die Beschreibung von 8 verweisen werden kann.
10 zeigt den am Werkzeuggehäuse 12 der Handwerkzeugmaschine 10 von 1 angeordneten Wippschalter 90 von 3 mit einem beispielhaft separat ausgeführten Rastorgan 196, das illustrativ einen an einer Stirnfläche 180 des Wippschalters 90 vorgesehenen Vorsprung 182 mit einer exemplarisch halbkreisförmigen Querschnittsgeometrie aufweist. Der Vorsprung 182 verfügt illustrativ beidseitig über zwei konvex geformte Anlaufflächen 184, 186, die von einer Scheitellinie 188 getrennt sind.
Gemäß einer Ausführungsform ist in das Werkzeuggehäuse 12 ein näherungsweise kreisförmig gebogener Draht 190 in zugeordnete Vertiefungen z.B. rastend eingelegt. An einem Endabschnitt 192 des Drahtes 188 ist ein U-förmig gebogener Bügel 194 angeformt, der zusammen mit dem Vorsprung 182 das Rastorgan 196 zur Definition von zwei Raststellungen des Vorsprung 182 bzw. der beiden Schaltstellungen des Wippschalters 90 ausbildet.
In der in 10 gezeigten Schaltstellung des Wippschalters 90 liegt der Bügel 194 leicht federbelastet an einer unteren Anlauffläche 186 an, wodurch eine stabile erste Raststellung des Rastorgans 196 definiert ist. Durch Betätigen des Wippschalters 90 unter Aufbringung einer anfänglich leicht erhöhten Betätigungskraft, läuft die untere Anlauffläche 186 des Vorsprungs 182 über den Bügel 194 hinweg, wobei dieser federnd zurückweicht. Wenn der Bügel 194 die Scheitellinie 188 des Vorsprungs 182 passiert, gleitet der Bügel 194 dann sprungartig beschleunigt an einer oberen Anlauffläche 184 unter Verringerung der Betätigungskraft entlang, bis die Anlauffläche 184 vollständig am Bügel 194 anliegt und eine stabile – in 10 nicht gezeigte – zweite Raststellung des Rastorgans 196 erreicht ist. Jeder Raststellung des Rastorgans 196 bzw. jeder Schaltstellung des Wippschalters 90 ist hierbei genau ein Gang, z.B. der erste oder zweite Gang, des Getriebes 20 von 1 zugeordnet.
11 zeigt drei beispielhafte graphische Ausgestaltungen einer Oberseite 122 des Wippschalters 90 von 3, die auch bei den Wippschaltern 34 von 1 und 60 von 2 Anwendung finden können. Gemäß einer Ausführungsform weist die Oberseite 122 für jedes Gestaltungsbeispiel jeweils zwei grafische Symbole 200, 202 auf. Das erste grafische Symbol 200 ist der Schaltstellung für den ersten Gang mit niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment zugeordnet, während das zweite grafische Symbol 202 der Schaltstellung für den zweiten schnelleren, aber weniger kraftvollen Gang zugeordnet ist. Das erste grafische Symbol 200 stellt exemplarisch einen Gewichtheber bzw. einen Kraftmenschen dar, während das zweite grafische Symbol 202 einen Schnellläufer zeigt. Die grafischen Symbole 200, 202 ermöglichen es einem Benutzer somit auf einen Blick und intuitiv, einen jeweils aktiven Gang zu erkennen, wodurch die Handhabbarkeit der Handwerkzeugmaschine 10 von 1 deutlich verbessert wird.
Die zwei grafischen Symbole 200, 202 einer jeden Gestaltungsform der Oberseite 122 können jeweils durch drei nicht bezeichnete Rippen, die gleichmäßig parallel beabstandet zu einander verlaufen, voneinander abgrenzt sein, um zusätzlich eine haptische Unterscheidung der beiden grafischen Symbole 200, 202 durch einen Anwender zu ermöglichen. Die Rippen sind auf der Oberseite 122 des Wippschalters 90 leicht erhaben ausgeformt, wobei jeweils zwei Rippen parallel zu den Stirnflächen 204, 206 und eine Rippe mittig und parallel zu den beiden äußeren auf der Oberseite 122 ausgebildet ist.
12 zeigt den Wippschalter 90 von 3, an dem beispielhaft unterseitig eine gemäß einer zweiten Ausführungsform aus einem metallischen Material, insbesondere einem Federdraht, ausgebildete Schaltgabel 292 vorgesehen ist. Die Schaltgabel 292 ist vorzugsweise C-förmig und bevorzugt zumindest annähernd halbkreisförmig ausgebildet und weist zwei Schaltarme 294, 296 auf, an denen illustrativ kreisförmige Verbindungsglieder 295 bzw. 297 z.B. zur Verbindung mit dem Schaltgestänge 98 von 3 ausgebildet sind. Der Wippschalter 90 kann im Zuge des Herstellungsprozesses z.B. im Spritzgussverfahren an die Schaltgabel 292 bzw. die Schaltarme 294, 296 angespritzt werden. Darüber hinaus weist der Wippschalter 90 beispielhaft die Lagerzapfen 84, 86 von 2 auf, die zur verschwenkbaren Lagerung des Wippschalters 90 an einem entsprechenden Werkzeuggehäuse, z.B. Werkzeuggehäuse 12 von 1, vorgesehen sind.
13 zeigt den illustrativ ebenfalls mit den Lagerzapfen 84, 86 von 2 versehenen Wippschalter 90 von 3, an dem die aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere einem duroplastischen Kunststoff, ausgebildete Schaltgabel 92 vorgesehen ist, die die beiden Schaltarme 94, 96 aufweist. An deren freien Enden sind illustrativ zwei nach Art von Öffnungen ausgebildete Verbindungsglieder 91 bzw. 97 z.B. zur Verbindung mit dem Schaltgestänge 98 von 3 ausgebildet.
Die Schaltgabel 92 ist gemäß einer dritten Ausführungsform mit einem zumindest im Wesentlichen C- bzw. bogenförmigen Federelement 290 verbunden, das bevorzugt aus einem metallischen Material, z.B. einem Federdraht, ausgebildet ist. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Federelemente aus metallischem Material beschränkt ist, sondern vielmehr beliebige federelastische Materialien Anwendung finden können, deren Elastizität auch bei Erwärmung zumindest annähernd gleichbleibend ist. Darüber hinaus wird darauf hingewiesen, dass die Verwendung des Federelements 290 lediglich beispielhaft und nicht zur Einschränkung der Erfindung in Verbindung mit der Schaltgabel 92 beschrieben ist, das Federelement 290 oder ein alternatives, z.B. ringförmiges Federelement jedoch auch beim Schaltring 62 von 2 Anwendung finden kann.
Bevorzugt weist die Schaltgabel 92 an ihrer dem Federelement 290 zugewandten Seite eine z.B. nutartige Aufnahme 95 auf, in der das Federelement 290 angeordnet ist. Die nutartige Aufnahme 95 geht an ihren Enden im Bereich der Verbindungsglieder 91, 97 in bevorzugt nach Art von Öffnungen ausgebildete Aussparungen 93, 99 über, in die das Federelement 290 eingreift. Darüber hinaus ist an der Schaltgabel 92 im Bereich des Wippschalters 90 mindestens ein z.B. nach Art einer Klemmzunge ausgebildetes Fixierglied 291 zur Fixierung des Federelements 290 in der Aufnahme 95 vorgesehen.
Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Beschreibung der nutartigen Aufnahme 95 lediglich beispielhaften Charakter hat und nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen ist. Diese kann vielmehr auch ohne die nutartige Aufnahme 95 Anwendung finden, wobei die Fixierung des Federelements 290 an der Schaltgabel 92 ausschließlich über die Aussparungen 93, 99 und das mindestens eine Fixierglied 291 erfolgt. Darüber hinaus oder alternativ hierzu kann das Federelement 290 auch durch Kunststoffspritzen mit der Schaltgabel 92 verbunden bzw. in diese eingefügt sein.
14 zeigt den mit der Schaltgabel 92 versehenen Wippschalter 90 von Fig. 13 ohne das Federelement 290 von 13, zur Verdeutlichung der nutartigen Aufnahme 95, der Aussparungen 93, 99 sowie des Fixierglieds 291.
15 zeigt das Federelement 290 von 13, das bevorzugt an seinen freien Enden abgewinkelte Endbereiche 293, 299 zum Eingriff in die Aussparungen 93, 99 der Schaltgabel 92 bzw. der Schaltarme 94, 96 von 12 aufweist.
16 zeigt den mit der Schaltgabel 92 und dem Federelement 290 versehenen Wippschalter 90 von 13, zur Verdeutlichung der Anordnung des Federelements 290 an der Schaltgabel 92 sowie der Fixierung der abgewinkelten Endbereiche 293, 299 von 15 des Federelements 290 in den Aussparungen 93, 99 der nutartigen Aufnahme 95.

Claims

Handwerkzeugmaschine (10) mit einem mindestens zwischen einem ersten und einem zweiten Gang umschaltbaren Getriebe (22), dem zur Gangumschaltung ein manuell betätigbares Betätigungselement (34) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (34) nach Art eines Wippschalters mit mindestens einer ersten und einer zweiten Schaltstellung ausgebildet ist, wobei die erste Schaltstellung dem ersten Gang und die zweite Schaltstellung dem zweiten Gang zugeordnet ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (22) nach Art eines Planetengetriebes (32) mit mindestens drei Planetenstufen (44, 46, 48) ausgebildet ist, wobei zum Umschalten zwischen dem ersten und dem zweiten Gang jeweils mindestens eine der Planetenstufen (44, 46, 48) deaktivierbar ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Umschalten zwischen dem ersten und dem zweiten Gang ein Schalthohlrad (50) vorgesehen ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wippschalter (34) über einen Schaltring (62) oder eine Schaltgabel (92) mit mindestens zwei Schaltarmen (94, 96) mit dem Schalthohlrad (50) verbunden ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltring (62) oder jeder der zwei Schaltarme (94, 96) der Schaltgabel (92) jeweils mindestens einen Vorsprung aufweisen, wobei die Vorsprünge jeweils mit einer Ringnut (112) des Schalthohlrades (50) im Eingriff stehen, um ein Verschieben des Schalthohlrades (50) durch ein Betätigen des Wippschalters (34) zu ermöglichen.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltring (62) oder die Schaltgabel (92) mittels eines Schaltgestänges (66, 98) an das Schalthohlrad (50) angelenkt ist, um ein Verschieben des Schalthohlrades (50) durch ein Betätigen des Wippschalters (34) zu ermöglichen.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgestänge (66) ein metallisches Bauteil aufweist, das einen zumindest annähernd U-förmigen und mit dem Schaltring (62) in Eingriff stehenden Abschnitt (68) aufweist, an dem zwei zumindest annähernd gabelförmig auslaufende Enden (76, 78) ausgebildet sind, die in eine Ringnut (112) des Schalthohlrades (50) eingreifen.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgestänge (98) ein Kunststoffteil aufweist, das einen zumindest annähernd halbringförmigen Abschnitt (100) aufweist, an dessen beiden Enden (104, 106) jeweils ein senkrecht zu einer Halbkreisebene angeordneter Steg (108, 110) ausgebildet ist, wobei jeweils ein Stegende (109, 111) mit einem Schaltarm (94, 96) der Schaltgabel (92) im Eingriff steht und der halbringförmige Abschnitt (100) in die Ringnut (112) des Schalthohlrades (50) eingreift.
Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkzeuggehäuse (12) und/oder ein Getriebegehäuse (28) des Getriebes (22) mindestens eine Längsführung, insbesondere mindestens eine Nut (120, 130) oder einen Vorsprung (114, 116), für das Schaltgestänge (66, 98) aufweisen.
Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltring (62) oder die Schaltgabel (92) aus einem metallischen Material, insbesondere einem Federdraht, ausgebildet ist.
Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltring (62) oder die Schaltgabel (92) aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere einem duroplastischen Kunststoff, ausgebildet ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltring (62) oder die Schaltgabel (92) mit einem Federelement (290) verbunden ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (290) durch Kunststoffspritzen mit dem Schaltring (62) oder der Schaltgabel (92) verbunden ist, oder dass der Schaltring (62) oder die Schaltgabel (92) eine Aufnahme (95) aufweist, in der das Federelement (290) angeordnet ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (290) aus einem metallischen Material, insbesondere einem Federdraht, ausgebildet ist.
Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wippschalter (34), der Schaltring (62) und/oder die Schaltgabel (92) in der ersten und zweiten Schaltstellung jeweils mit dem Werkzeuggehäuse (12) verrastbar sind.
Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rastorgan (196) zum Verrasten des Wippschalters (34) in der ersten und/oder zweiten Schaltstellung vorgesehen ist.
Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberseite (122) des Wippschalters (34) mindestens ein erstes graphisches Symbol (200) zur Kennzeichnung der ersten Schaltstellung und ein zweites graphisches Symbol (202) zur Kennzeichnung der zweiten Schaltstellung aufweist.