DE10222824A1

DE10222824A1 - Elektrowerkzeug mit mehrstufigem Getriebe

Info

Publication number: DE10222824A1
Application number: DE10222824A
Authority: DE
Inventors: David Spielmann; Othmar Gerschwiler; Armin Breitenmoser; Christian Laube
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2002-05-21
Filing date: 2002-05-21
Publication date: 2003-12-04
Also published as: EP1364752A2; US6860341B2; EP1364752B1; US20040020669A1; JP4486790B2; JP2003340748A; EP1364752A3; DE50309184D1

Abstract

Ein Elektrowerkzeug umfasst ein in einem Getriebegehäuse (6) gelagertes, mehrstufiges Getriebe (1) und eine Schaltvorrichtung (2) zum Umschalten des Getriebes (1) von einer Getriebestufe in eine andere Getriebestufe. Die Schaltvorrichtung (2) weist einen federbeaufschlagten, in mehrere Schaltstufen bringbaren Schaltschieber (3) und einen von diesem betätigbaren auf ein axial schiebbares Schaltrad (4a, 4b) einwirkenden, federnd ausgebildeten Schaltbügel (5) auf. Das Getriebe (1) umfasst mehrere axial verschiebbare Schalträder (4a, 4b), wobei jedes Schaltrad (4a, 4b) jeweils mit einem Schaltbügel (5a, 5b) zusammenwirkt und die Schaltbügel (5a, 5b) mittels dem Schaltschieber (3) betätigbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrowerkzeug mit einem, in einem Getriebegehäuse gelagerten, mehrstufigen Getriebe und mit einer Schaltvorrichtung zum Umschalten des Getriebes von einer Getriebestufe in eine andere Getriebestufe, die einen federbeaufschlagten, in mehrere Schaltstufen bringbaren Schaltschieber und einen, von diesem betätigbaren, auf ein axial schiebbares Schaltrad einwirkenden, federnd ausgebildeten Schaltbügel aufweist.
Elektrowerkzeuge der oben genannten Art weisen ein, in einem Getriebegehäuse gelagertes, mehrstufiges Getriebe und eine Schaltvorrichtung zum Umschalten des Getriebes von einer Getriebestufe in eine andere Getriebestufe auf, um die Drehzahl eines zur Anwendung gelangenden Werkzeuges, beispielsweise eines Schrauberbits oder Bohrers, an die Rahmenbedingungen anzupassen.
Aus der DE 39 04 085 ist ein Elektrowerkzeug mit einem, in einem Getriebegehäuse gelagerten, mehrstufigen Getriebe und mit einer Schaltvorrichtung zum Umschalten des Getriebes von einer Getriebestufe in eine andere Getriebestufe, bekannt. Das Getriebe weist einen federbeaufschlagten, in mehrere Schaltstufen bringbaren Schaltschieber und einen, von diesem betätigbaren auf ein axial schiebbares Schaltrad einwirkenden, federnd ausgebildeten Schaltbügel auf.
Vorteilhaft an der bekannten Lösung ist, dass zum Umschalten des Getriebes stets eine zuverlässige Getriebeumschaltung gewährleistet ist.
Nachteilig an der bekannten Lösung ist, dass bei einem Getriebe mit mehr als zwei Gängen mehrere Schaltschieber notwendig sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftlich herstellbares und handliches Mehrgang-Getriebe zu schaffen.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Getriebe mehrere axial verschiebbare Schalträder aufweist, wobei jedes Schaltrad jeweils mit einem Schaltbügel zusammenwirkt und die Schaltbügel mittels dem Schaltschieber betätigbar sind.
Dadurch, dass mehrere Schalträder zur Anwendung gelangen, weist das Getriebe mehr als zwei Gänge auf. Ferner sind durch die Betätigung des Schaltschiebers alle Schaltbügel betätigbar und dadurch eine hohe Handlichkeit sichergestellt. Durch ein axiales Verschieben des Schaltschiebers ist ein Umschalten des Getriebes von einer Getriebestufe in eine andere Getriebestufe sicher gewährleistet. Die federnd ausgebildeten Schaltbügel gewährleisten ein sicheres Umschalten, insbesondere beim Umschalten des Getriebes im Stillstand, da die Schaltbügel die entsprechenden Teile des Getriebes in Eingriff bringen, spätestens bei einem Antrieb des Getriebes.
Die Schaltbügel weisen vorzugsweise jeweils eine, fest am Getriebegehäuse angeordnete, Schwenkachse auf, um eine definierte Schalt-Stellung der Schalträder und damit ein zuverlässiges Umschalten zu gewährleisten. Vorteilhafterweise sind am Getriebegehäuse zur Führung der Schaltbügel Lagerteile angeordnet, insbesondere Durchgangsbohrungen, zur bereichsweisen Aufnahme der Schaltbügel. Ferner ist durch die verschwenkbare Lagerung der Schaltbügel am Getriebegehäuse durch die Hebelwirkung eine Kraftumsetzung zwischen der auf den Schaltschieber wirkenden Betätigungskraft und der auf das jeweilige Schaltrad wirkenden Stellkraft möglich, je nach Positionierung der Schwenkachse am Getriebegehäuse.
Vorteilhafterweise weist jeder Schaltbügel jeweils wenigstens ein Eingriffteil und wenigstens ein Schaltteil zum Schalten des korrespondierenden Schaltrades auf, wobei das Eingriffteil mit dem korrespondierenden Schaltrad zusammenwirkt und das Schaltteil als Übertragungsmittel der Betätigungskraft vom Schaltschieber zum Eingriffteil dient.
Der Schaltschieber weist vorzugsweise zur Lagerung des Schaltteils zumindest eine Ausnehmung auf, und stellt dadurch eine kompakte Bauweise des Getriebes sicher. Ausserdem ist eine Ausnehmung wirtschaftlich herstellbar und erleichtert die Endmontage des Getriebes.
Die Ausnehmung ist vorzugsweise quer zur Längsachse des Getriebes und im Wesentlichen tangential zu den Schalträdern durchgehend ausgebildet, um eine einfache Endmontage und eine sichere Führung des Schaltteils im Schaltschieber sicherzustellen.
Die Ausnehmung weist vorteilhafterweise in Längsrichtung eine Steuerkulisse zum Verschwenken der Schaltbügel um die Schwenkasche auf, um eine konstruktiv einfache und wirtschaftliche Ansteuerung der Schaltbügel durch den Schaltschieber sicherzustellen. Die Steuerkulisse verschwenkt je nach Position des Schaltschiebers einzelne Schaltbügel und verschiebt dadurch das zum jeweiligen Schaltbügel korrespondierende Schaltrad.
Die Schaltbügel durchgreifen vorteilhafterweise die Ausnehmung jeweils mit dem Verbindungsteil.
Die Ausnehmung quer zur Längsachse des Getriebes weist vorzugsweise eine Höhe auf, die im Wesentlichen dem Durchmesser des Schaltteils mit einem Spiel entspricht, um ein optimales Umschalten zu gewährleisten. Das Spiel ermöglicht bei der Herstellung des Getriebes eine höhere Toleranz und wirkt sich dadurch wirtschaftlich positiv auf die Herstellungskosten aus.
Die Steuerkulisse weist vorteilhafterweise zwei Schaltstufen auf, wobei unterschiedliche und miteinander korrespondierende Schaltstufen durch eine Rampe miteinander verbunden sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1a eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen Getriebes im 1. Gang;
Fig. 1b eine Seitenansicht des in Fig. 1a dargestellten Schaltschiebers mit Position des ersten und des zweiten Schaltteils;
Fig. 2a eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Getriebes im 2. Gang;
Fig. 2b eine Seitenansicht des in Fig. 2a dargestellten Schaltschiebers mit Position des ersten und des zweiten Schaltteils;
Fig. 3a eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Getriebes im 3. Gang;
Fig. 3b eine Seitenansicht des in Fig. 3a dargestellten Schaltschiebers mit Position des ersten und des zweiten Schaltteils;
Fig. 4 eine Aufsicht des in Fig. 1a dargestellten Getriebes, teilweise im Längsschnitt,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Schaltbügels;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Schaltschiebers;
Fig. 7 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels mit einem Planetengetriebe und einem Stirnradgetriebe.
In den Fig. 1 bis 7 ist ein Getriebe 1 eines erfindungsgemässen Elektrowerkzeuges mit einem Getriebe 1 an das in Arbeitsrichtung A eine Werkzeugaufnahme 11 zur Aufnahme eines Werkzeughalters, beispielsweise eines Schrauberbitaufnahme anschliesst, dargestellt. Das Getriebe 1 weist ein im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildetes Getriebegehäuse 6 auf, das beispielsweise aus Kunststoff oder dergleichen gefertigt ist, und eine Schaltvorrichtung zum Umschalten des Getriebes 1 von einer Getriebestufe in eine andere Getriebestufe auf. Ferner weist das Getriebe 1 einen federbeaufschlagten, in drei, insbesondere in Fig. 1a bis 3a dargestellten, Schaltstufen bringbaren Schaltschieber 3 auf und einen ersten und zweiten Schaltbügel 5a, 5b, die jeweils auf ein korrespondierendes, axial schiebbares Schaltrad 4a, 4b einwirken.
Insbesondere in der Fig. 5 ist ein U-förmiger Schaltbügel 5a, 5b dargestellt, der ein Schaltteil 15 und zwei Eingriffsteile 14 aufweist, wobei die beiden Eingriffteile 14 jeweils die freien Enden des Schaltbügels 5a, 5b bilden und das Schaltteil 15 die beiden Eingriffteile 14 miteinander verbindet. Das freie Ende der Eingriffteile 14 ist etwa um 90° gegenüber dem übrigen Eingriffteil 14 abgewinkelt, so dass die freie Enden des Schaltbügels 5a, 5b gegeneinander gerichtet sind und in jeweils eine korrespondierende Ausnehmung an dem dem Schaltbügel 5a, 5b zugeordneten Schaltrad 4a, 4b bringbar sind. Die beiden Eingriffteile 14 durchgreifen mit ihren freien Enden das Getriebegehäuse 6 durch jeweils korrespondierende, einander diametral angeordnete und axial verlaufende Längslöcher 18. Die Schaltbügel 5a, 5b sind federnd ausgebildet, beispielweise aus Federstahl oder dergleichen. Zur verschwenkbaren Lagerung der Schaltbügel 5a, 5b weist das Getriebegehäuse 6 zwei, mit Durchgangsbohrungen versehene, Lagerelemente 19a, 19b auf, welche die Schaltbügel 5a, 5b um eine Schwenkachse S verschwenkbar am Getriebegehäuse 6 lagern. Die Schaltbügel 5a, 5b durchgreifen mit dem Schaltteil 15 jeweils die zwei korrespondierenden Durchgangsbohrungen am Schaltschieber 3.
Der in Fig. 6 dargestellte, im Wesentlichen eine quaderförmige Aussenkontur aufweisende, Schaltschieber 3 ist axial verschieblich am Getriebegehäuse 6 gelagert und weist eine, quer zur Längsachse des Getriebes 1 und im Wesentlichen tangential zu den Schalträdern 4a, 4b durchgehend ausgebildete, Ausnehmung, insbesondere eine Steuerkulisse 20 auf. Die Steuerkulisse 20 verläuft axial zum Getriebe 1 und weist an den beiden Längsenden jeweils eine Verjüngung 21, zur Lagerung am Getriebegehäuse 6 auf. Die Schaltbügel 5a, 5b durchgreifen die Steuerkulisse 20 jeweils mit dem Schaltteil 15 und sind in der Steuerkulisse 20 gegenüber der Schwenkachse S verschwenkbar gelagert. Um die Schwenkbarkeit der beiden Schaltteile 15 in der Steuerkulisse 20 zu gewährleisten, weist diese quer zur Längsachse des Getriebes eine Höhe h auf, die im Wesentlichen dem Durchmesser des Schaltteils 15 mit einem Spiel entspricht. Ferner weist die Steuerkulisse 20 zwei Schaltstufen 22, 23 auf, wobei unterschiedliche und miteinander korrespondierende Schaltstufen 22a, 23a durch eine Rampe 24a miteinander verbunden sind. Ausserdem weist der Schaltschieber 3 an der vom Getriebegehäuse 6 abgewandten Seitenfläche ein Betätigungselement 25 zum Stellen des Schaltschiebers 3 auf.
Durch den Schaltschieber 3 ist das Getriebe 1 zwischen drei unterschiedlichen Gängen schaltbar. In den Fig. 1b bis 3b ist der Schaltschieber 3 mit der Steuerkulisse 20 dargestellt, wobei die Schaltteile 15 im Querschnitt dargestellt sind, um deren Positionen in der Steuerkulisse 20 in den drei verschiedenen Gängen klar darzustellen. In der Fig. 1a ist das Getriebe 1 im ersten Gang und die beiden Schaltbügel 5a, 5b stehen senkrecht zur Längsachse des Getriebes 1, wie dies insbesondere aus Fig. 1b ersichtlich ist. In der Fig. 2b ist der Schalterschieber 3 im Gegensatz zu den in Fig. 1a und 1b in Arbeitsrichtung A verschoben dargestellt und das Getriebe 1 im zweiten Gang. Der den Schaltschieber 3 durchgreifende Bereich des Schaltteils 15 des zweiten Schaltbügels 5b wurde in die zweite Schaltstufe 23 der Steuerkulisse 20 bewegt und der zweite Schaltbügel 5b dadurch um seine Schwenkachse S um einen Winkel verschwenkt. Das Verschwenken des Schaltbügels 5b, insbesondere des Eingriffteils 14 führt zu einer axialen Bewegung des zweiten Schaltrings 4b.
Bei einer weiteren Bewegung des Schaltschiebers 3 in Arbeitsrichtung A des in Fig. 2a und 2b dargestellten Schaltschiebers 3, wird das Getriebe 1 in den dritten Gang geschaltet. Das Schaltteil 15 des ersten Schaltbügels 5a wird durch die Bewegung mittels der Rampe 24a auf die zweite Schaltstufe 23a der Steuerkulisse 20 bewegt, was zu einem Verschwenken des ersten Schaltbügels 5a um seine Schwenkachse S führt.
Das, insbesondere in Fig. 4 dargestellte, Getriebe 1 weist zwei, in Längsrichtung L des Getriebes 1, nacheinander angeordnete Planetengetriebe auf, wie sie aus dem Stand der Technik allgemein bekannt sind. In einem weiteren, in Fig. 7 dargestellten, Ausführungsbeispiel weist das Getriebe 1 anstelle zweier nacheinander geschalteten Planetengetriebe ein Planetengetriebe 31 und ein Stirnradgetriebe 32 auf.

Claims

1. Elektrowerkzeug mit einem, in einem Getriebegehäuse (6) gelagerten, mehrstufigen Getriebe (1) und mit einer Schaltvorrichtung (2) zum Umschalten des Getriebes (1) von einer Getriebestufe in eine andere Getriebestufe, die einen federbeaufschlagten, in mehrere Schaltstufen bringbaren Schaltschieber (3) und einen, von diesem betätigbaren, auf ein axial schiebbares Schaltrad (4) einwirkenden, federnd ausgebildeten Schaltbügel (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (1) mehrere axial verschiebbare Schalträder (4a, 4b) aufweist, wobei jedes Schaltrad (4a, 4b) jeweils mit einen Schaltbügel (5a, 5b) zusammenwirkt und die Schaltbügel (5a, 5b) mittels dem Schaltschieber (3) betätigbar sind.

2. Elektrowerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltbügel (5a, 5b) jeweils eine, fest am Getriebegehäuse (6) angeordnete, Schwenkachse (S) aufweisen.

3. Elektrowerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schaltbügel (5a, 5b) jeweils wenigstens ein Eingriffteil (14) und wenigstens ein Schaltteil (15) zum Schalten des korrespondierenden Schaltrades (4a, 4b) aufweist.

4. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltschieber (3) zur Lagerung des Schaltteils (15) zumindest eine Ausnehmung aufweist.

5. Elektrowerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung quer zur Längsachse (L) des Getriebes (1) und im Wesentlichen tangential zu den Schalträdern (4a, 4b) durchgehend ausgebildet ist.

6. Elektrowerkzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung in Längsrichtung eine Steuerkulisse (20) zum Verschwenken der Schaltbügel (5a, 5b) um die Schwenkasche (S) aufweist.

7. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltbügel (5a, 5b) die Ausnehmung jeweils mit dem Schaltteil (15) durchgreifen.

8. Elektrowerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung quer zur Längsachse (L) des Getriebes eine Höhe (h) aufweist, die im Wesentlichen dem Durchmesser des Verbindungsteils mit einem Spiel (s) entspricht.

9. Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkulisse (20) zwei Schaltstufen (22, 23) aufweist, wobei unterschiedliche und miteinander korrespondierende Schaltstufen (22a, 23a) durch eine Rampe (24a) miteinander verbunden sind.