DE20304314U1 - Schaltgetriebe für Elektrowerkzeuge mit drei oder vier Gängen - Google Patents

Schaltgetriebe für Elektrowerkzeuge mit drei oder vier Gängen

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Description

Bernhard Schelb
Von der Recke Strasse 56
44809 Bochum 17.03.2003
Schaltgetriebe für Elektrowerkzeuge mit drei oder vier Gängen Beschreibung
1. Stand der Technik
Elektrowerkzeuge, insbesondere batteriebertriebene, benötigen zur Erzielung der bestimmungsgemässen Werkzeugdrehzahlen und Drehmomente Reduziergetriebe. Besonders bei batteriebetriebenen Elektrowerkzeugen sind besagte Getriebe üblicherweise als sogenannte Planetengetriebe aufgebaut wegen der notwendigen grossen Übersetzungen und dem zur Verfügung stehenden geringen Bauraum.
Stand der Technik sind Zweiganggetriebe mit einer Drehmomentvorwahl. Zum vereinfachten Werkzeugwechsel wird üblicherweise ein sogenannter Spindellock eingebaut. Ebenso wird alternativ eine Schlagbohreinrichtung angeboten. Die Drehmomentvorwahl wird durch eine sinnvolle Mechanik gesteuert, die über Federbelastung auf das Hohlrad der abtriebsseitigen Getriebestufe wirkt, wobei dieses Hohlrad bei Überlast im Getriebegehäuse rotieren kann.
In neuester Zeit sind auch Elektrowerkzeuge mit Dreiganggetriebe auf dem Markt erhältlich, alternativ mit allen bereits oben genannten Optionen.
Solche Dreigang-Planetengetriebe benötigen grundsätzlich zwei Schaltstufen, wobei die Vorwahl der Drehzahl durch Verschieben von Hohlrädern vorgenommen wird, wobei entweder die entsprechenden Hohlräder im Getriebeghäuse radial fixiert sind und sich die Planeteräder und das Sonnenrad relativ zu diesem drehen oder besagte Hohlräder sind gegenüber dem Sonnenrad und den Planetenrädern fixiert und drehen sich mit diesen im Getriebegehäuse.
Besagtes am Markt befindliches Dreiganggetriebe besteht aus drei Getriebestufen mit Drehmomentvorwahl. Dabei wurde die Drehmomentvorwahl entgegen der üblichen Ausführungen vom Hohlrad der Abtriebsseite auf das motorseitige Hohlrad verlegt. Das ist bei dem gewählten Getriebeaufbau notwendig, da mindestens zwei der drei Hohlräder längsverschiebbar sein müssen. Würde man das motorseitige Hohlrad dazu heranziehen, würde dieses bei fixiertem Sonnenrad mit Motordrehzahl rotieren was zu erheblichen Vibrationen, wesentlich aber zur Überhitzung des üblicherweise aus Kunststoff bestehenden Getriebegehäuses führen würde.
Nachteil dieser Konstruktion ist die Tatsache, dass das vorgewählte Drehmoment nicht mehr unabhängig von der Getriebeüberstzung ist. Weiterhin kann die Drehmomentvorwahl nur über ein relativ langes Gestänge und einen gefederten Stift erfolgen. Die Einleitung der Haltekraft ist unsymmetrisch und die Überlastsicherung spricht unzuverlässig an.
Eine andere Ausführung vermeidet die oben genannten Nachteile, benötigt jedoch zwei Hohlräder welche je nach gewählter Übersetzungsstufe beide im Getriebegehäuse rotieren. Die dadurch bedingten Reibungsverluste wirken sich negativ auf den Gesamtwirkungsgrad des Elektrowerkzeuges aus.
2. Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für die Anwendung insbesondere in batteriebetriebenen Elektrowerkzeugen geeignetes Getriebe mit drei oder vier Schaltstufen und Drehmomentvorwahl darzustellen, wobei die Drehmomentvorwahl in bewährter Weise über das Hohlrad der Abtriebsstufe vorgenommen werden soll und höchsens eines der zur Getriebeschaltung herangezogenen Hohlräder während des Betriebes im Getriebegehäuse rotieren darf.
3. Lösung der erfindungsgemässen Aufgabe
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe auf einfache und überraschende Weise durch Erweiterung der ersten Getriebestufe, welche direkt vom Motor über ein entsprechendes Ritzel als Sonnenrad angetrieben wird (Fig.1). Entgegen den Zweigangausführungen, wo der erste Planetentrgger (f) nur
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einen Satz Planetenräder trägt, befinden sich bei der erfindungsgemässen Ausführung zwei Sätze Planetenräder (a und b) auf diesem angeordnet, getrennt durch eine Distanzscheibe (c). Die Planetensätze a und b haben jeweils unterschiedliche Zähnezahlen und / oder Moduli, je nach den geforderten Übersetzungsverhältnissen.
Das notwendige Hohlrad (d), welches bei Zweiganggetrieben fest im Gehäuse sitzt, ist hier axial verschiebbar, jedoch nicht drehbar, ausgeführt, wobei besagtes Hohlrad üblicherweise entsprechend der benötigten Getriebeverhältnisse zwei unterschiedliche Verzahnungen haben wird, es sind aber auch Sonderfälle mit nur einer Verzahnung denkbar.
Das Motorritzel (e), welches als Sonnenrad für die erste Getriebestufe dient, muss entsprechend lang ausgeführt werden, um beide Planetensätze anzutreiben. Im allgemeinen Fall wird dieses Motorritzel zwei unterschiedliche Verzahnungen haben, es ist aber auch der Sonderfall mit nur einer Verzahnung möglich.
Die Distanzscheibe c übernimmt zwei Aufgaben, nämlich die Trennung der beiden Planetensätze um einen Betrag, der ungefähr der axialen Länge der Planetenräder entspricht, um zu vermeiden, dass besagtes Hohlrad gleichzeitig mit beiden Planetenrädern im Eingriff ist, und zweitens die Fixierung der Achsen für die Planetenräder, insbesondere dann, wenn diese auf unterschiedlichen Umlaufkreisen sich befinden.
Die Schaltung des Getriebes geschieht in einfacher Weise durch axiales Verschieben der beiden Hohlräder d und g wobei sich vier verschiedene Anordnungen entsprechend vier verschiedenen Getriebeübersetzungen realisieren lassen.
Diese Lösung der Aufgabe bietet den Vorteil, dass alle weiteren Getriebestufen in bewährter Weise aufgebaut werden können. Dadurch kann vorteilhafterweise auch die Drehmomentvorwahl unter Zuhilfenahme des werkzeugseitigen Hohlrades (h) in technisch bewährter Ausführung verwirklicht werden. Ebenso können alle weiteren Zusatzfunktionen wie Spindellock und Schlageinrichtung in den geforderten bewährten Ausführungen zur Anwendung kommen. Selbstverständlich sind bei diesen Zusatzfunktionen auch neue oder alternative Lösungen denkbar.
Die erfindungsgemässe Lösung der Aufgabe bietet die Möglichkeit, das Getriebe je nach äuserer Beschaltung als Dreigang- oder als Vierganggetriebe zu verwenden.

Claims (10)

1. Getriebe für Elektrowerkzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Planetengetriebe handelt, bei dem die erste, antriebsseitige Getriebestufe zwei komplette Sätze Planetenräder mit unterschiedlichen Zähnezahlen und/oder Moduli aufweist, wobei die besagten Planetensätze durch eine Distanzscheibe voneinander getrennt sind, weiterhin gekennzeichnet durch ein axial verschiebbares, nicht rotierendes Hohlrad mit üblicherweise zwei unterschiedlichen Verzahnungen welche wahlweise mit dem einen oder dem anderen besagten Planetensatz in Eingriff stehen, wobei das motorseitige Antriebsritzel ständig in beide Planetensätze eingreift und üblicherweise mit zwei unterschiedlichen Verzahnungen gefertigt ist.
2. Getriebe für Elektrowerkzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Dreiganggetriebe handelt.
3. Getriebe für Elektrowerkzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Vierganggetriebe handelt.
4. Getriebe für Elektrowerkzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetensätze der ersten Getriebestufe in gleichem Abstand von der Getriebeachse auf gemeinsamen Achsen umlaufen und die Distanzscheibe lediglich als Abstandshalter für die Planetensätze dient.
5. Getriebe für Elektrowerkzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetensätze der ersten Getriebestufe in unterschiedlichem Abstand von der Getriebeachse umlaufen und die Distanzscheibe gleichzeitig zur Aufnahme der Achstifte der beiden Planetensätze und zur Übertragung des Drehmoments auf den ersten Planetenträger dient.
6. Getriebe für Elektrowerkzeuge nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das abtriesseitige Hohlrad zur Drehmomentvorwahl benutzt wird und dazu nach Überschreiten eines vorgegebenen Drehmoments im Getriebegehäuse rotieren kann.
7. Getriebe für Elektrowerkzeuge nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Getriebe durch eine Schlagvorrichtung erweitert wird.
8. Getriebe für Elektrowerkzeuge nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Getriebe durch eine Spindelarretierung erweitert wird.
9. Getriebe für Elektrowerkzeuge nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Getriebe durch eine weitere bekannte oder noch nicht bekannte Vorrichtung erweitert wird.
10. Getriebe für Elektrowerkzeuge nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle eines Elektromotors ein Druckluftantrieb verwendet wird.
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