DE19754165A1

DE19754165A1 - Battery-operated electric screwdriver

Info

Publication number: DE19754165A1
Application number: DE1997154165
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Kirchner
Original assignee: Festo Tooltechnic GmbH and Co
Current assignee: TTS Tooltechnic Systems AG and Co KG
Priority date: 1997-12-06
Filing date: 1997-12-06
Publication date: 1999-06-10

Abstract

The electric screwdriver has an electric drive motor (10) coupled to a planetary gearing (12) which is switched between alternate gear ratios in dependence on the exerted torque, each switch stage of the planetary gearing having an outer rotary hollow wheel (18,23) with internal cog teeth engaging the planetary wheel of the associated switch stage, the switch stages selected by an axially displaced switch ring (30) used for blocking one or other of the holow wheels.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Drehwerkzeug, ins besondere einen Akkuschrauber, mit einem Gehäuse und mit einer von einem als Elektromotor ausgebildeten Antriebs motor angetriebenen Antriebswelle, die über ein dreh momentabhängig schaltendes Planetengetriebe, das zwei Schaltstufen besitzt, mit einer Abtriebswelle verbunden ist.The invention relates to an electric turning tool, ins special a cordless screwdriver, with a housing and with one of a drive designed as an electric motor motor-driven drive shaft, which rotates over a torque-dependent planetary gear, the two Has switching stages, connected to an output shaft is.

Herkömmliche Akkuschrauber oder ähnliche Drehwerkzeuge besitzen bei mehrgängiger Ausführung häufig einen mechani schen Umschalter, um zwischen einzelnen Getriebegängen um zuschalten. Aus der DE 40 38 226 A1 ist jedoch schon ein selbsttätig drehmomentabhängig schaltendes Zweigang getriebe für ein solches Drehwerkzeug bekannt, das als Planetengetriebe ausgebildet ist. Der Nachteil der be kannten drehmomentabhängigen Umschaltung vom 2. in den 1. Gang besteht darin, daß nach dem Auskuppeln des 2. Gangs vor dem Einkuppeln des 1. Gangs eine Leerlauf stellung auftritt, die deshalb so problematisch ist, da in dieser das Drehmoment stark abnimmt, so daß die Tendenz zur Rückschaltung in den 2. Gang besteht, ohne daß die angestrebte Umschaltung in den 1. Gang erfolgt wäre. Nur bei großen Drehmomentsprüngen ist daher überhaupt mit einer sicheren Umschaltung in den 1. Gang zu rechnen, wobei die Umschaltbedingungen insgesamt sehr undefiniert sind. Darüber hinaus tritt infolge der Leerlaufstellung eine unangenehme Ruckbewegung des Werkzeugs auf, die bei Erreichen des Umschaltdrehmoments sogar wiederholt auftreten kann, wenn eine nur geringe Überschreitung des Umschaltdrehmoments auftritt und somit wiederholte Rückschaltungen in den 2. Gang die Folge sind.Conventional cordless screwdrivers or similar turning tools often have a mechani in multi-course execution switch to switch between individual gears switch on. From DE 40 38 226 A1, however, is already a automatic two-speed shifting depending on torque Gear known for such a turning tool that as Planetary gear is formed. The disadvantage of be knew torque-dependent switching from the 2nd in the 1st gear is that after disengaging the 2nd gear before engaging 1st gear an idle position that is so problematic because in this decreases the torque greatly, so the tendency to switch back to 2nd gear without the desired shift to 1st gear would have taken place. Just with large torque jumps is therefore at all a safe shift to 1st gear can be expected, the switching conditions overall being very undefined are. It also occurs as a result of the idle position an unpleasant backward movement of the tool, which at Reaching the switching torque even repeatedly can occur if the level is only slightly exceeded Switching torque occurs and thus repeated Downshifts to 2nd gear are the result.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Drehwerkzeug der eingangs genannten Gattung mit automatischer drehmomentabhängiger Getriebeumschaltung zu schaffen, bei dem die Getriebeumschaltung bei Erreichen eines Umschaltdrehmoments sicher erfolgt, ohne daß die Gefahr einer Rückschaltung besteht.It is therefore an object of the present invention in it with a turning tool of the type mentioned automatic torque-dependent gear change create, in which the gear change when reaching of a switching torque occurs safely without the There is a risk of downshifting.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 10 gelöst.This object is achieved by the features of Claim 1 or claim 10 solved.

Beim erfindungsgemäßen Drehwerkzeug wird in vorteilhafter Weise eine kurze Sperrphase beider Hohlräder im Übergangs bereich zwischen der ersten Schaltstellung und zweiten Schaltstellung dazu ausgenutzt, die beim herkömmlichen Umschalten auftretende Drehzahl- und Drehmomentunter brechung zu überbrücken. Ist erst einmal bei ansteigendem Drehmoment diese Sperrphase beider Hohlräder erreicht, so ist das Getriebe kurzzeitig gesperrt, und das Drehmoment steigt sehr stark an. Hierdurch wird das Schaltglied zur Umschaltung des Planetengetriebes verstärkt bewegt, ins besondere der Schaltring noch stärker zum Hohlrad der ersten Schaltstufe (1. Gang) hin bewegt, so daß der Schaltvorgang schnell und sicher abgeschlossen werden kann. Ein Schwingen zwischen den beiden Getriebegängen und ein Leerlauf werden dadurch sicher verhindert.The turning tool according to the invention is advantageous Way a short locking phase of both ring gears in the transition range between the first switching position and the second Switch position used for that in the conventional Switching occurring speed and torque under bridge refraction. Is first with increasing Torque reached this locking phase of both ring gears, so the gearbox is temporarily locked and the torque rises very sharply. This makes the switching element Switching of the planetary gear moved, ins special the shift ring even stronger to the ring gear of the first shift stage (1st gear) moves so that the Switching process can be completed quickly and safely can. A swing between the two gears and idle running is reliably prevented.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Drehwerkzeugs möglich.By the measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements of specified in claim 1 turning tool possible.

Als Verzahnungsmittel ist in einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung wenigstens ein sich in entgegengesetzte Richtungen vom Schaltring aus erstreckender Zahn, Ver zahnungsstift oder -bolzen vorgesehen, wobei die beiden Hohlräder entsprechende Arretierausnehmungen an den dem Schaltring zugewandten Seiten besitzen. In alternativer Ausgestaltung können die sich gegenüberstehenden Seiten von Schaltring und Hohlrädern eine Zahnung als Ver zahnungsmittel aufweisen. A first is advantageous as a toothing means Shaping at least one in opposite Directions from the switching ring extending tooth, Ver Toothed pin or stud provided, the two Ring gears corresponding locking recesses on the Have switching ring facing sides. In an alternative The opposite sides can be designed of switching ring and ring gears a toothing as Ver have dentifrices.

Zur drehfesten und axial verschiebbaren Lagerung des Schaltrings am Gehäuse eignet sich besonders ein Schwenk bügel, der schwenkbar am Gehäuse gelagert ist und dessen den Schaltring wenigstens teilweise umgreifenden Arme derart mit ihm gekoppelt sind, daß sich der Schaltring beim Verschwenken des Schwenkbügels axial verschiebt. Um den Schaltring in der jeweiligen Schaltstellung zu halten und insbesondere zu verhindern, daß nach erfolgtem Um schalten in den niedrigeren Gang, zum Beispiel in den 1. Gang, wieder ein anschließendes Hochschalten bei abnehmendem Drehmoment erfolgt, hält ein bistabiles Feder element den Schwenkbügel und den Schaltring federnd in den beiden Endstellungen. Dabei ist das bistabile Federelement vorzugsweise mit dem Schwenkbügel verbunden.For non-rotatable and axially displaceable mounting of the Switching rings on the housing are particularly suitable for swiveling bracket that is pivotally mounted on the housing and its arms at least partially encompassing the switching ring are coupled with it in such a way that the switching ring axially moves when pivoting the swivel bracket. Around to keep the switching ring in the respective switching position and in particular to prevent that after the order shift into the lower gear, for example in the 1st gear, then a subsequent upshift at decreasing torque, holds a bistable spring element the swivel bracket and the switching ring resiliently in the two end positions. Here is the bistable spring element preferably connected to the swivel bracket.

Zum Rückstellen des Schaltrings in die zweite Schalt stellung, also beispielsweise in den 2. Gang nach Be endigung eines Arbeitsvorgangs, dient eine Schaltein richtung, die vorzugsweise als elektrischer Betriebs schalter für das Drehwerkzeug ausgebildet ist. Wird dieser losgelassen oder in die Ausschaltposition zurückgeführt, so bewegt er den Schwenkbügel und damit den Schaltring in die zweite Schaltstellung zurück.For resetting the switching ring in the second switching position, for example in 2nd gear after loading completion of a work process, a switch serves direction, preferably as an electrical operating switch is designed for the turning tool. Will this released or returned to the switch-off position, see above he moves the swivel bracket and thus the switching ring into the second switch position back.

Zur drehmomentabhängigen Verschiebung des Schaltrings dient in vorteilhafter Weise ein sich in Abhängigkeit des Abtriebsmoments gegen die Kraft einer sich am Gehäuse abstützenden Rückstellfeder drehender Steuerring, der im wesentlichen koaxial zum Schaltring angeordnet ist, wobei ein sich in axialer Richtung zwischen dem Steuerring und dem Schaltring erstreckendes Steuerglied bei einer Drehung des Steuerrings entlang einer Steuerkurve gleitet und dadurch den Schaltring axial verschiebt. Die Steuerkurve kann dabei am Schaltring oder am Steuerring vorgesehen sein, und der jeweils andere Ring trägt das Steuerglied, das vorzugsweise als einstückig angeformter Steuernocken ausgebildet ist. In alternativer Ausgestaltung kann bei Anordnung der Steuerkurve am Steuerring auch das Steuer glied als federnd an der Steuerkurve anliegender, axial verschiebbarer Steuerstift ausgebildet sein, der mit seinem gegenüberliegenden Ende axial am Schaltring anliegt. Zweckmäßigerweise ist dabei der Steuerstift axial verschiebbar an einem gehäusefesten Haltering oder Halte teil geführt. Hierdurch kann in einfacher Weise eine drehmomentabhängige Drehbewegung in eine Axialbewegung zur drehmomentabhängigen Verschiebung des Schaltrings umge setzt werden. Die Rückstellfeder verhindert in vorteil hafter Weise einen Ruck beim kurzzeitigen Blockieren des Planetengetriebes.For torque-dependent shifting of the switching ring serves in an advantageous manner depending on the Output torque against the force of one on the housing supporting return spring rotating control ring, which in is arranged substantially coaxially to the switching ring, wherein one in the axial direction between the control ring and the control ring extending control member upon rotation of the control ring slides along a control curve and thereby axially displacing the switching ring. The control curve can be provided on the switching ring or on the control ring and the other ring carries the control link, preferably as a one-piece control cam is trained. In an alternative embodiment, Arrangement of the control curve on the control ring also the steering link as an axially resilient to the control cam be displaceable control pin formed with its opposite end axially on the switching ring is present. The control pin is expediently axial slidably on a housing-fixed retaining ring or holder partly led. This can be a simple torque-dependent rotary movement into an axial movement torque-dependent shift of the switching ring vice versa be set. The return spring advantageously prevents jerkily jerk when temporarily blocking the Planetary gear.

In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung ist der Steuerring an oder auf dem Antriebsmotor fixiert, wobei der im Gehäuse drehbare Antriebsmotor über die Rückstell feder mit dem Gehäuse oder mit einem am Gehäuse fixierten Teil verbunden ist. Alternativ hierzu kann der Antriebs motor auch drehfest im Gehäuse montiert sein, und der Steuerring ist als mit einer Innenverzahnung versehenes Hohlrad einer weiteren Planetengetriebestufe ausgebildet, wobei die Rückstellfeder zwischen dem Hohlrad und dem Gehäuse oder einem gehäusefesten Teil angeordnet ist. In vorteilhafter Weise wird auch in der Sperrphase, in der beide Hohlräder der beiden Schaltstufen drehfest arretiert sind, dies Drehmomentkennlinie nicht besonders beeinflußt, da die Getriebesperrung von der Rückstellfeder kompensiert wird. Das Getriebe wird somit auch während der Sperrphase nicht stärker belastet. Ist die Umschaltung erfolgt, sinkt das Moment schlagartig etwas ab, bevor es durch das weitersteigende Lastmoment wieder ansteigt.In a first advantageous embodiment, the Control ring fixed on or on the drive motor, whereby the drive motor rotatable in the housing via the reset spring with the housing or with a fixed to the housing Part is connected. Alternatively, the drive motor can also be mounted in the housing in a rotationally fixed manner, and the Control ring is as with an internal toothing Ring gear of a further planetary gear stage formed, the return spring between the ring gear and the Housing or a part fixed to the housing is arranged. In is also advantageous in the blocking phase, in the both ring gears of the two switching stages locked in rotation are not particularly affected by this torque characteristic, because the gear lock is compensated by the return spring becomes. The gearbox is thus also in the blocking phase not burdened more. When the switchover has taken place, it drops the moment suddenly something before it through the further increasing load torque increases again.

Eine besonders einfache konstruktive Ausgestaltung besteht darin, daß die weitere Planetengetriebestufe, deren Hohl rad als Steuerring ausgebildet ist, zwischen dem Antriebs motor und der diesem benachbarten Schaltstufe angeordnet ist, wobei das die Rückstellfeder an einem Ende haltende gehäusefeste Teil der Antriebsmotor selbst ist.There is a particularly simple structural design in that the further planetary gear stage, its hollow wheel is designed as a control ring between the drive motor and the adjacent switching stage arranged is, which holding the return spring at one end part of the drive motor itself is fixed to the housing.

Zur Begrenzung der Drehbewegung des Steuerrings ist zweck mäßigerweise ein Verdrehanschlag vorgesehen. Normalerweise ist der Schaltvorgang so ausgelegt, daß er abgeschlossen ist, bevor der Steuerring den Verdrehanschlag erreicht, um eine Überbelastung des Getriebes in der Sperrphase zu ver hindern. Bei sehr großen Lastmomenten kann der Steuerring im 1. Gang den Anschlag erreichen. Das Hemmoment steigt dadurch stark an, und es wird das maximal mögliche Abtriebsmoment erreicht.To limit the rotational movement of the control ring is useful moderately provided a twist stop. Usually the switching process is designed so that it is completed is before the control ring reaches the twist stop to overload the gearbox in the blocking phase prevent. With very large load torques, the control ring reach the stop in 1st gear. The inhibiting moment increases thereby strongly, and it becomes the maximum possible Output torque reached.

Selbstverständlich können, falls erforderlich, noch weitere Planetengetriebestufen vorgesehen sein, um an der Abtriebswelle die für den jeweiligen Anwendungszweck günstigste Drehzahl vorzugeben.Of course, if necessary, you can still further planetary gear stages may be provided in order to Output shaft for the respective application specify the cheapest speed.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Two embodiments of the invention are in the drawing shown and in the description below explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Aus führungsbeispiels der Erfindung, bei dem der Antriebsmotor drehfest mit dem nicht darge stellten Gehäuse des elektrischen Drehwerkzeugs verbunden ist, Fig. 1 is a perspective view of a first imple mentation of the invention, wherein the drive motor rotatably with the non Darge set housing of the electrical rotary tool is connected,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Schaltstufen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 is a sectional view of the gear stages according to the first embodiment,

Fig. 3 eine weitere perspektivische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels im in die erste Schaltstellung (1. Gang) umgeschalteten Zustand und Fig. 3 shows a further perspective view of the first embodiment in the switched into the first shift position (1st gear) and

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Fig. 4 is a perspective view of a second embodiment of the invention.

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte erste Ausführungs beispiel eines elektrischen Drehwerkzeugs ist zur besseren Sichtbarmachung der wesentlichen Teile ohne Gehäuse dar gestellt. Bei diesem elektrischen Drehwerkzeug handelt es sich beispielsweise um einen Akkuschrauber.The first embodiment shown in FIGS. 1 to 3, for example, an electric turning tool is provided for better visibility of the essential parts without a housing. This electric turning tool is, for example, a cordless screwdriver.

Ein elektrischer Antriebsmotor 10 besitzt eine Antriebs welle 11, die über ein drehmomentabhängig schaltendes Planetengetriebe 12 mit einer Abtriebswelle 13 des Dreh werkzeugs verbunden ist. An dieser Abtriebswelle 13 kann in nicht dargestellter Weise eine Werkzeug-Spanneinrich tung, zum Beispiel ein Spannfutter od. dgl., angeordnet sein.An electric drive motor 10 has a drive shaft 11 which is connected via a torque-dependent planetary gear 12 to an output shaft 13 of the rotary tool. On this output shaft 13 , a tool clamping device, for example a chuck or the like, can be arranged in a manner not shown.

Das Planetengetriebe 12 besitzt zwei Schaltstufen 14, 15. Die abtriebsseitige niedrigere Schaltstufe 14 entspricht dem 1. Gang und besteht aus einem Sonnenrad 16 und zum Beispiel drei Planetenrädern 17, von denen in Fig. 2 nur eines erkennbar ist. Diese Planetenräder 17 greifen radial nach innen in das Sonnenrad 16 und radial nach außen in ein Hohlrad 18 ein, das die Schaltstufe 14 umgreift. Die Planetenräder 17 sind drehbar an einem Steg 19 gelagert, der gemäß Fig. 2 drehfest mit der Abtriebswelle 13 ver bunden ist.The planetary gear 12 has two gear stages 14, 15. The output-side lower gear 14 corresponds to the 1st gear and consists of a sun gear 16, and for example, three planet gears 17, of which in Fig. 2 only one is visible. These planet gears 17 engage radially inwards in the sun gear 16 and radially outwards in a ring gear 18 which engages around the switching stage 14 . The planet gears 17 are rotatably supported on a web 19 which is rotatably connected to the output shaft 13 in accordance with FIG. 2.

In Fig. 2 ist die Abtriebswelle 13 durch Doppellinien auf geschnitten. Dies soll kennzeichnen, daß bei Bedarf weitere Planetengetriebestufen zwischen der Schaltstufe 14 und der Abtriebswelle 13 angeordnet sein können. Solche weiteren Planetengetriebestufen 20 sind in den Fig. 1 und 3 in einer Außenansicht dargestellt.In Fig. 2, the output shaft 13 is cut by double lines. This is intended to indicate that, if necessary, further planetary gear stages can be arranged between the switching stage 14 and the output shaft 13 . Such further planetary gear stages 20 are shown in FIGS. 1 and 3 in an external view.

Die antriebsmotorseitige Schaltstufe 15 besitzt ein Sonnenrad 21, das einen größeren Durchmesser als das Sonnenrad 16 aufweist und drehfest oder einstückig mit diesem verbunden ist. Um das Sonnenrad 21 herum drehen sich Planetenräder 22 der Schaltstufe 15, von denen wiederum nur eines erkennbar ist, das gegenüber den Planetenrädern 17 der ersten Schaltstufe 14 einen geringe ren Durchmesser aufweist. Jedes Planetenrad 22 der Schalt stufe 15 ist mit einem Planetenrad 17 der ersten Schalt stufe 14 über eine gemeinsame Achse des Stegs 19 ver bunden jedoch können sich die Planetenräder 22 auf diesen Achsen unabhängig von den Planetenrädern 17 drehen. Die Planetenräder 22 greifen radial nach außen in die Zahnung eines Hohlrads 23 ein.The switching stage 15 on the drive motor side has a sun gear 21 which has a larger diameter than the sun gear 16 and is connected to the latter in a rotationally fixed or integral manner. Around the sun gear 21 rotate planet gears 22 of the switching stage 15 , of which in turn only one can be seen, which has a small diameter compared to the planet gears 17 of the first switching stage 14 . Each planet gear 22 of the switching stage 15 is connected to a planet gear 17 of the first switching stage 14 via a common axis of the web 19, but the planet gears 22 can rotate independently of the planet gears 17 on these axes. The planet gears 22 engage radially outwards in the toothing of a ring gear 23 .

Zwischen der Schaltstufe 15 und dem Antriebsmotor 10 ist eine weitere Planetengetriebestufe 24 angeordnet. Diese besteht aus einem drehfest auf der Antriebswelle 11 ange ordneten Sonnenrad 25, dessen Zahnung in umlaufende Planetenräder 26 eingreift, die drehbar an einem Steg 27 angeordnet sind. Dieser Steg 27 ist drehfest oder ein stückig mit den Sonnenrädern 16, 21 verbunden. Von den Planetenrädern 26 ist wiederum nur eines dargestellt. Die Planetenräder 26 greifen radial nach außen hin in die Zahnung eines Hohlrads 28 ein, das als Steuerring aus gebildet und über eine Rückstellfeder 29 mit dem drehfest im Gehäuse angeordneten Antriebsmotor 10 verbunden ist. Hierdurch kann sich das Hohlrad 28 von einer Neutral stellung aus federnd in die beiden entgegengesetzten Drehrichtungen drehen, wobei diese Drehungen durch nicht dargestellte Verdrehanschläge begrenzt sein können.A further planetary gear stage 24 is arranged between the switching stage 15 and the drive motor 10 . This consists of a rotationally fixed on the drive shaft 11 arranged sun gear 25 , the teeth of which engage in rotating planet gears 26 which are rotatably arranged on a web 27 . This web 27 is rotatably or integrally connected to the sun gears 16 , 21 . Only one of the planet gears 26 is shown. The planet gears 26 engage radially outwards in the toothing of a ring gear 28 which is formed as a control ring and is connected via a return spring 29 to the drive motor 10 which is arranged in the housing in a manner fixed against relative rotation. As a result, the ring gear 28 can rotate resiliently from a neutral position in the two opposite directions of rotation, which rotations can be limited by rotation stops, not shown.

Zwischen den beiden Hohlrädern 18 und 23 der beiden Schaltstufen 14, 15 ist ein Schaltring 30 angeordnet, der drehfest, jedoch axial verschiebbar gelagert ist. Hierzu ist er gemäß den Fig. 1 und 3 gelenkig an den beiden Enden eines ihn ungefähr zur Hälfte umgreifenden Schwenkbügels 31 gelagert, wobei der Schwenkbüge seinerseits an einer gehäusefesten Achse 32 schwenkbar gelagert ist. Dadurch verschiebt sich der Schaltring 30 beim Schwenken des Schwenkbügels 31 um die Achse 32 in der axialen Richtung.Between the two ring gears 18 and 23 of the two switching stages 14 , 15 , a switching ring 30 is arranged, which is rotatably but axially displaceably mounted. For this purpose, according to FIGS. 1 and 3, it is articulated at the two ends of a swivel bracket 31 encompassing approximately half of it, the swivel bracket itself being pivotally mounted on an axis 32 fixed to the housing. As a result, the switching ring 30 shifts in the axial direction when the swivel bracket 31 is pivoted about the axis 32 .

Eine bistabile Federanordnung 33 hält den Schaltring 30 federnd in seinen beiden entgegengesetzten Schaltstellun gen, wobei er in der ersten Schaltstellung am Hohlrad 18 und in der zweiten Schaltstellung am Hohlrad 23 anliegt. Dabei besitzt der Schaltring 30 an bei den axialen End bereichen Verzahnungen 34, und die Hohlräder 18, 23 be sitzen an ihren dem Schaltring 30 zugewandten Seiten ent sprechende Gegenverzahnungen 35, 36. Somit ist der Schalt ring 30 in der ersten Schaltstellung mit dem Hohlrad 18 und in der zweiten Schaltstellung mit dem Hohlrad 23 so verzahnt, daß das jeweilige Hohlrad in der entsprechenden Schaltstellung unverdrehbar festgehalten wird. A bistable spring arrangement 33 holds the switching ring 30 resiliently in its two opposite Schaltstellun conditions, wherein it bears in the first switching position on the ring gear 18 and in the second switching position on the ring gear 23 . Here, the switching ring 30 has at the axial end areas toothing 34 , and the ring gears 18 , 23 be sitting on their sides facing the switching ring 30 ent speaking counter gears 35 , 36. Thus, the switching ring 30 in the first switching position with the ring gear 18th and in the second switching position with the ring gear 23 so that the respective ring gear is held non-rotatably in the corresponding switching position.

Der Schaltring 30 besitzt weiterhin einen einstückig ange formten, sich axial bis zum als Steuerring ausgebildeten Hohlrad 28 erstreckenden Steuernocken 37, der an einer Steuerkurve (Steuerfläche) 38 dieses Hohlrads 28 anliegt.The switching ring 30 also has an integrally formed, axially extending up to the control ring formed as a control ring 28 control cam 37 which bears against a control cam (control surface) 38 of this ring gear 28 .

Die bistabile Federanordnung 33 ist mechanisch an einer gehäusefesten Schalteinrichtung 39 des Drehwerkzeugs ge lagert. Diese Schalteinrichtung 39 kann im einfachsten Falle als elektrischer Betriebsschalter ausgebildet sein, jedoch kann diese Schalteinrichtung 39 auch mit einem elektronischen Drehzahlsteller versehen sein. Die Schalt einrichtung 39 besitzt ein manuelles Betätigungsglied 40, das mit einem am Schwenkbügel 31 angreifenden Rückstell haken 41 versehen ist. Dieser bewirkt, daß das Betäti gungsglied 40 beim Loslassen bzw. Rückführen in die Aus schaltstellung den Schwenkbügel 31 mittels des Rückstell hakens 41 in die in Fig. 1 dargestellte zweite Schalt stellung zurückführt.The bistable spring arrangement 33 is mechanically supported on a housing-fixed switching device 39 of the turning tool. In the simplest case, this switching device 39 can be designed as an electrical operating switch, but this switching device 39 can also be provided with an electronic speed controller. The switching device 39 has a manual actuator 40 which is provided with a hook on the swivel bracket 31 engaging reset 41 . This causes the Actuate supply member 40 when releasing or returning to the switch position from the swivel bracket 31 by means of the reset hook 41 in the second switching position shown in Fig. 1 returns.

Im ausgeschalteten Zustand befindet sich der Schwenkbügel 31 bzw. der Schaltring 30 in der zweiten Schaltstellung (2. Gang), in der seine Verzahnung 34 mit der Gegenver zahnung 36 des Hohlrads 23 verzahnt ist. Der Steuernocken 37 des Schaltrings 30 befindet sich in diesem Zustand an der tiefsten Stelle der einen axialen Einschnitt dar stellenden Steuerkurve 38. In the switched-off state, the swivel bracket 31 or the switching ring 30 is in the second switching position (2nd gear) in which its toothing 34 is toothed with the counter toothing 36 of the ring gear 23 . The control cam 37 of the switching ring 30 is in this state at the deepest point of the cam 38 representing an axial incision .

Wird nun das Drehwerkzeug durch Betätigung des Betäti gungsglieds 40 eingeschaltet, so bleibt zunächst der Schaltring 30 in der beschriebenen zweiten Schaltstellung. Tritt nun abtriebsseitig ein ansteigendes Lastmoment auf, so wird auf das als Steuerring ausgebildete Hohlrad 28 ein Drehmoment ausgeübt, durch das eine Verdrehung gegen die Kraft der Rückstellfeder 29 erfolgt. Durch diese Ver drehung verschiebt sich der Steuernocken 37 entlang der Steuerkurve 38, was zur Folge hat, daß der Schaltring 30 axial in Richtung zum Hohlrad 18 hin verschoben wird. Diese Verschiebung wird bei ansteigendem Lastmoment immer größer. Bei einem bestimmten, beispielsweise durch die Dimensionierung der Rückstellfeder 29 einstellbaren Last moment greift die Verzahnung 34 des Schaltrings 30 auch in die Gegenverzahnung 35 des Hohlrads 18 ein. Da in dieser Position die Verzahnung mit dem Hohlrad 23 noch nicht gelöst ist, sind beide Hohlräder 18, 23 drehfest arre tiert, wodurch eine Getriebesperrung erreicht wird. Das Drehmoment steigt dadurch stark an, jedoch wird das Getriebe dadurch nicht stärker belastet, da die Rückstell feder 29 die Weiterdrehung des Hohlrads 28 kompensiert. Durch diese Weiterdrehung wird der Schaltring 30 schnell in die erste Schaltstellung geschoben, in der er nur noch im Zahneingriff mit dem Hohlrad 18 der ersten Schaltstufe 14 steht. Dies bedeutet eine Rückschaltung vom 2. Gang in den 1. Gang, wobei der 1. Gang nun infolge der bistabilen Federanordnung 33 beibehalten wird, selbst wenn das Last moment wieder absinkt. Erst beim Loslassen des Betäti gungsglieds 40, also beim Ausschalten des Drehwerkzeugs, wird der Schwenkbügel 31 mit Hilfe des Rückstellhakens 41 wieder in die zweite Schaltstellung zurückgeschoben, also wieder in den 2. Gang zurückgeschaltet.If the turning tool is now switched on by actuating the actuating member 40 , the switching ring 30 initially remains in the second switching position described. If an increasing load torque now occurs on the output side, a torque is exerted on the ring gear 28 designed as a control ring, by means of which a rotation takes place against the force of the return spring 29 . By this Ver rotation of the control cam 37 moves along the cam 38 , which has the consequence that the switching ring 30 is axially displaced towards the ring gear 18 . This shift increases with increasing load torque. At a certain load torque, which can be set, for example, by the dimensioning of the return spring 29 , the toothing 34 of the switching ring 30 also engages in the counter toothing 35 of the ring gear 18 . Since the toothing with the ring gear 23 has not yet been released in this position, both ring gears 18 , 23 are locked in rotation, whereby a gear lock is achieved. The torque rises sharply as a result, but the transmission is not stressed as a result, since the return spring 29 compensates for the further rotation of the ring gear 28 . As a result of this further rotation, the switching ring 30 is quickly pushed into the first switching position, in which it is only in meshing engagement with the ring gear 18 of the first switching stage 14 . This means a downshift from 2nd gear to 1st gear, the 1st gear now being maintained due to the bistable spring arrangement 33 , even if the load torque drops again. Only when the actuator 40 is released , that is, when the turning tool is switched off, is the swivel bracket 31 pushed back into the second switching position with the aid of the reset hook 41 , that is to say switched back into second gear.

Bei der Dimensionierung der Bauteile ist es wichtig, daß der Schaltvorgang abgeschlossen ist, bevor das Hohlrad 28 seinen Verdrehanschlag erreicht, um eine Überbelastung des Getriebes in der Sperrphase zu verhindern. Ist der Sperr zustand überschritten und das Getriebe somit vom 2. in den 1. Gang geschaltet, so sinkt das Moment schlagartig etwas ab, bevor es durch das möglicherweise weitersteigende Lastmoment wieder ansteigt. Bei großen Lastmomenten im 1. Gang kann das Hohlrad 28 sogar auf den Verdrehanschlag auflaufen. Hierdurch steigt das Hemmoment stark an, und es wird dadurch das maximal mögliche Abtriebsmoment erreicht.When dimensioning the components, it is important that the switching process is completed before the ring gear 28 reaches its rotation stop in order to prevent overloading of the transmission in the blocking phase. If the locked state is exceeded and the gearbox is thus switched from 2nd to 1st gear, the torque suddenly drops slightly before it rises again due to the possibly increasing load torque. With large load moments in 1st gear, the ring gear 28 can even run onto the twist stop. As a result, the inhibiting torque rises sharply and the maximum possible output torque is achieved.

In Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels kann selbst verständlich auch die Steuerkurve 38 am Schaltring 30 an geordnet sein, wobei dann der Steuernocken 37 am Hohlrad 28 angeordnet ist.In a modification of the first embodiment, the control cam 38 on the switching ring 30 can of course also be arranged, the control cam 37 then being arranged on the ring gear 28 .

Das in Fig. 4 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel ist ähnlich aufgebaut, wobei gleiche oder gleichwirkende Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen und nicht nochmals beschrieben sind.The second exemplary embodiment shown in FIG. 4 has a similar structure, the same or equivalent components being provided with the same reference symbols and not being described again.

Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist nun der Antriebsmotor 10 im nicht dargestellten Gehäuse drehbar gelagert und besitzt hierzu an seinem dem Planetengetriebe 42 abgewandten axialen Ende eine Drehlagervorrichtung 43. Im Unterschied zum Planetengetriebe 12 entfällt beim Planetengetriebe 42 die Planetengetriebestufe 24, das heißt, das Sonnenrad 21 bzw. die Sonnenräder 16, 21 werden direkt von der Antriebswelle 11 angetrieben. Die in Fig. 4 nicht sichtbare Rückstellfeder 29 ist zwischen dem An triebsmotor 10 und einem gehäusefesten Haltering 44 ange ordnet, so daß der Antriebsmotor 10 gegen die Kraft der Rückstellfeder 29 in den beiden Drehrichtungen verdrehbar ist. Die Planetengetriebestufe 24 kann entweder ganz ent fallen oder in der Planetengetriebestufe 20 mitenthalten sein.In contrast to the first exemplary embodiment, the drive motor 10 is now rotatably mounted in the housing (not shown) and, for this purpose, has a rotary bearing device 43 at its axial end facing away from the planetary gear 42. In contrast to the planetary gear 12 , the planetary gear stage 24 , that is to say the sun gear 21 , is omitted in the planetary gear 42 and the sun gears 16 , 21 are driven directly by the drive shaft 11 . The return spring 29, which is not visible in FIG. 4, is arranged between the drive motor 10 and a housing-fixed retaining ring 44 , so that the drive motor 10 can be rotated in the two directions of rotation against the force of the return spring 29 . The planetary gear stage 24 can either fall entirely or be included in the planetary gear stage 20 .

Als weiteren Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel sind die Hohlräder 18 und 23 sowie ein dazwischen angeord neter Schaltring 45 nicht mit Zahnungen versehen, sondern der Schaltring 45 besitzt einen sich in der axialen Rich tung erstreckenden Verzahnungsstift 46, der in axialer Richtung nach beiden Seiten aus dem Schaltring 45 hervor ragt. Die Hohlräder 18, 23 besitzen entsprechende Ver zahnungsausnehmungen bzw. Arretierausnehmungen 47, um die Hohlräder 18, 23 in den beiden Schaltstellungen drehfest arretieren zu können. In Fig. 4 ist lediglich die als Arretiernut ausgebildete Arretierausnehmung 47 des Hohl rads 23 erkennbar.As a further difference to the first embodiment, the ring gears 18 and 23 and an intervening switching ring 45 are not provided with serrations, but the switching ring 45 has a toothing pin 46 extending in the axial direction, which in the axial direction on both sides of the switching ring 45 protrudes. The ring gears 18 , 23 have corresponding toothing recesses or locking recesses 47 in order to be able to lock the ring gears 18 , 23 in a rotationally fixed manner in the two switching positions. In Fig. 4 only the locking recess 47 formed as a locking groove of the hollow wheel 23 can be seen .

Der einstückig angeformte Steuernocken 37 entfällt, und an seine Stelle tritt ein axial im Haltering 44 verschiebbar gelagerter Steuerstift 48, der mit seinem einen Ende am Schaltring 45 und mit seinem anderen Ende an der Steuer kurve 49 eines drehfest mit dem Antriebsmotor 10 verbunde nen Steuerrings 50 anliegt. Eine sich am Haltering 44 einerseits und an einer Gegenlagerscheibe 51 des Steuer stifts 48 andererseits abstützende Druckfeder 52 hält den Steuerstift 48 federnd an der Steuerkurve 49 des Steuer rings 50. The integrally formed cam 37 is eliminated and in its place enters axially in the retaining ring 44 displaceably mounted control pin 48, curve with its one end on the switching ring 45 and with its other end to the control 49 of a rotation with the drive motor 10 composites NEN control ring 50 is present. One on the retaining ring 44 on the one hand and on a thrust washer 51 of the control pin 48 on the other hand supporting compression spring 52 holds the control pin 48 resiliently on the cam 49 of the control ring 50th

Die Wirkungsweise des zweiten Ausführungsbeispiels stimmt weitgehend mit der Wirkungsweise des ersten Ausführungs beispiels überein. Das auftretende Lastmoment am Abtrieb übt hier auf den Antriebsmotor 10 ein der Gesamtgetriebe übersetzung proportionales Rückstellmoment aus, wodurch sich dieser um einen definierten Winkel in Abhängigkeit vom Lastmomentverlauf und von der Federkraft der Rück stellfeder 29 verdreht. Diese Verdrehung überträgt sich auf den fest mit ihm verbundenen Steuerring 50, so daß der Steuerstift 48 entlang der Steuerkurve 49 verschoben wird und dadurch eine Axialverschiebung des Schaltrings 45 be wirkt, der gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die Um schaltung vom 2. Gang in den 1. Gang in gleicher Weise bewirkt.The operation of the second embodiment largely coincides with the operation of the first embodiment. The load torque occurring at the output exerts here on the drive motor 10 a restoring torque which is proportional to the overall gear ratio, as a result of which it rotates by a defined angle as a function of the load torque curve and the spring force of the return spring 29 . This twist is transferred to the control ring 50 firmly connected to it, so that the control pin 48 is displaced along the cam 49 and thereby causes an axial displacement of the switching ring 45 , which according to the first embodiment switches over from 2nd gear to 1. Gear effect in the same way.

In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels können die Hohlräder 18, 23 anstelle von nutenartigen Arretierausnehmungen 47 auch lochartige Arretierausnehmun gen 47 aufweisen, die zur Aufnahme des Verzahnungsstifts 46 geeignet sind. Dabei können auch mehrere solche loch artigen Ausnehmungen oder nutartigen Ausnehmungen über den Umfang verteilt angeordnet sein.In a modification of the illustrated embodiment, the ring gears 18 , 23 can also have hole-like locking recesses 47 instead of groove-like locking recesses 47 , which are suitable for receiving the toothing pin 46 . Several such hole-like recesses or groove-like recesses can also be arranged distributed over the circumference.

In weiterer Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiel s kann der Schaltring 45 auch gemäß dem Schaltring 30 aus gebildet sein, das heißt, er besitzt einen Steuernocken 37, der direkt, also unter Wegfall des Steuerstifts 48 und des Halterings 44, an der Steuerkurve 49 des Steuerrings 50 anliegt. Auch eine Vertauschung von Steuernocken und Steuerkurve 49 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist möglich.In a further modification of the second exemplary embodiment, the switching ring 45 can also be formed in accordance with the switching ring 30 , that is to say that it has a control cam 37 which , directly, that is to say without the control pin 48 and the retaining ring 44 , on the control curve 49 of the control ring 50 is present. An exchange of control cams and control curve 49 according to the first embodiment is also possible.

Derartige Akkuschrauber oder auch andere Drehwerkzeuge besitzen üblicherweise eine Umschalteinrichtung 53 für die Drehrichtung. Eine solche Umschalteinrichtung 53 ist an der Schalteinrichtung 39 in Form eines Schwenkhebels an geordnet. In der umgekehrten Drehrichtung ist die Wirkungsweise entsprechend. Lediglich verschiebt sich der Steuernocken 37 bzw. der Steuerstift 48 in der entgegen gesetzten Richtung entlang der Steuerkurve 38 bzw. 49, da sich das Hohlrad 28 bzw. der Steuerring 50 bei Auf treten eines Abtriebsmoments in der entgegengesetzten Richtung verdreht. Die auftretende Linearverschiebung des Schaltrings 30 bzw. des Schaltrings 45 ist jedoch iden tisch.Such cordless screwdrivers or other turning tools usually have a switching device 53 for the direction of rotation. Such a switching device 53 is arranged on the switching device 39 in the form of a pivot lever. In the opposite direction of rotation, the mode of action is corresponding. Only the control cam 37 or the control pin 48 moves in the opposite direction along the control cam 38 or 49 , since the ring gear 28 or the control ring 50 rotates when an output torque occurs in the opposite direction. The occurring linear displacement of the switching ring 30 or the switching ring 45 is, however, identical.

Claims

1.Electric turning tool, in particular a cordless screwdriver, with a housing and with a drive shaft which is driven by a drive motor designed as an electric motor and which is connected to an output shaft via a torque-dependent switching planetary gear which has two switching stages, characterized in that each of the switching stages ( 14 , 15 ) has an outer rotatable hollow wheel ( 18 , 23 ) with internal toothing, with which the planet gears ( 17 , 22 ) of the respective gear stage mesh, that a non-rotatably and axially displaceably mounted switching ring ( 30 ; 45 ) toothing means ( 34 ; 46 ), which in a first switching position in the locking engagement only with the ring gear ( 18 ) of the first switching stage ( 14 ) and in a second switching position in the locking engagement only with the ring gear ( 23 ) of the second switching stage ( 15 ), means for increasing displacement of the switching ring located in the second switching position ( 30 ; 45 ) with increasing output torque to the ring gear ( 23 ) of the second switching stage ( 15 ) to the ring gear ( 18 ) of the first switching stage ( 14 ) are provided and the locking engagement in the ring gear ( 18 ) of the first switching stage ( 14 ) before releasing the locking engagement in the other ring gear ( 23 ) takes place in such a way that with simultaneous locking engagement in both ring gears ( 18 , 23 ) a strong increase in torque and thereby a rapid displacement of the switching ring ( 30 ; 45 ) to the ring gear ( 18 ) of the first switching stage ( 14 ) into the first switching position.

2. Turning tool according to claim 1, characterized in that the output speed when the first switching stage ( 14 ) is lower than that when the second switching stage ( 15 ) is active.

3. Turning tool according to claim 1 or 2, characterized in that as a toothing means ( 46 ) at least one in opposite axial directions from the switching ring ( 45 ) extending tooth, toothing pin or pin is provided, and the two ring gears ( 18 , 23 ) have corresponding locking recesses ( 47 ) on the sides facing the switching ring ( 45 ).

4. Turning tool according to claim 1 or 2, characterized in that as the toothing means ( 34-36 ) the opposite sides of the switching ring ( 30 ) and ring gears ( 18 , 23 ) have a toothing.

5. Turning tool according to one of the preceding claims, characterized in that a pivot bracket ( 31 ) is pivotally mounted on the housing, the switching ring ( 30 ; 45 ) at least partially encompassing arms are coupled to it in such a way that the switching ring ( 30 ; 45 ) axially when pivoting the swivel bracket ( 31 ).

6. Turning tool according to claim 5, characterized in that a bistable spring arrangement ( 33 ) holds the pivot bracket ( 31 ) and the switching ring ( 30 ; 45 ) resiliently in the two end positions.

7. Turning tool according to claim 6, characterized in that the bistable spring arrangement ( 33 ) is connected to the swivel bracket.

8. Turning tool according to one of claims 5 to 7, characterized in that a switching device ( 39 ) for resetting the switching ring ( 30 ; 45 ) is provided in the second switching position.

9. Turning tool according to claim 8, characterized in that the switching device ( 39 ) is designed as an electrical operating switch for the turning tool, the swivel bracket ( 31 ) and thus the switching ring ( 30 ; 45 ) in the when released and returned to the switch-off position second switch position moves.

10. turning tool, in particular cordless screwdriver, with a housing and with a drive shaft formed by an electric motor, the drive shaft which is connected via a torque-dependent planetary gear, which has two switching stages, to a drive shaft, in particular according to one of the preceding claims, characterized that means for detecting the torque between the drive motor ( 10 ) and the planetary gear ( 12 ) are arranged, which shift a switching element ( 30 ; 45 ) for switching the planetary gear ( 12 ) depending on the torque, a device for briefly blocking the planetary gear ( 12 ) is provided during the switching process.

11. Turning tool according to claim 10, characterized in that a depending on the output torque against the force of a support supported on the housing return spring ( 29 ) rotating control ring ( 28 ; 50 ) is provided, which is substantially coaxial to the switching ring ( 30 ; 45 ), a control member ( 37 ; 48 ) extending in the axial direction between the control ring ( 28 ; 50 ) and the switching ring ( 30 ; 45 ) upon rotation of the control ring ( 28 ; 50 ) along a control cam ( 38 ; 49 ) slides and thereby axially displaces the switching ring ( 30 ; 45 ).

12. Turning tool according to claim 11, characterized in that the control cam ( 38 ) on the switching ring ( 30 ) or on the control ring ( 28 ) is provided and the other ring carries the control member ( 37 ).

13. Turning tool according to claim 12, characterized in that the control member ( 38 ) is designed as an integrally molded control cam.

14. Turning tool according to claim 11, characterized in that the control cam ( 49 ) on the control ring ( 50 ) is easily seen and the control member ( 48 ) as a resilient to the control cam ( 49 ) adjacent, axially displaceable control pin is formed with its opposite end axially abuts the switching ring ( 45 ).

15. Turning tool according to claim 14, characterized in that the control member designed as a control pin ( 48 ) is guided axially displaceably on a housing-fixed retaining ring ( 44 ) or holding part.

16. Rotary tool according to one of claims 11 to 15, characterized in that the control ring ( 50 ) on or on the drive motor ( 10 ) is fixed, wherein the drive motor rotatable in the housing ( 10 ) via the return spring ( 29 ) with the housing or is connected to a part ( 44 ) fixed to the housing.

17. Turning tool according to claim 15 and 16, characterized in that the part fixed to the housing ( 44 ) of the coaxial to the drive shaft ( 11 ) is arranged retaining ring.

18. Turning tool according to one of claims 11 to 15, characterized in that the drive motor ( 10 ) is rotatably mounted in the housing and that the control ring ( 28 ) is designed as a ring gear provided with an internal toothing of a further planetary gear stage ( 24 ), the Return spring ( 29 ) is arranged between the control ring ( 28 ) designed as a ring gear and the housing or a part fixed to the housing.

19. A turning tool according to claim 18, characterized in that the further planetary gear stage ( 20 ) between the drive motor ( 10 ) and the adjacent switching stage ( 15 ) is arranged, wherein the return spring ( 29 ) holding the housing-fixed part of the end Drive motor ( 10 ) itself.

20. Turning tool according to one of claims 11 to 19, characterized in that a rotation stop to limit the rotational movement of the control ring ( 28 ; 50 ) is seen before.

21. Turning tool according to one of the preceding claims, characterized in that at least one further planetary gear stage ( 20 ) is provided.