DE2931520C2 - Two-speed transmission for power tools - Google Patents
Two-speed transmission for power toolsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Zweiganggetriebe für Elektrowerkzeuge, insbesondere für Handbohrmaschinen, das während des Stillstands und während des Leerlaufs des Elektrowerkzeugs mittels eines Umschalthebels von der ersten auf die zweite Getriebestufe und umgekehrt umschaltbar ist und bei dem das Zahnrad für die zweite Getriebestufe (Schnellgang) drehbar auf einer mit der Bohrspindel drehfest vereinigten Mitnehmerhüise angebracht und werkzeugseitig mit einer Nabe versehen ist, auf welcher das Zahnrad für die erste Getriebestufe (Langsamgang) drehbar angeordnet ist, und wobei die beiden Getriebezahnräder derart kraftschlüssig miteinander verbunden sind, daß das erste Zahnrad vom zweiten Zahnrad überholbar ist, und bei dem ferner dem Zahnrad für die zweite Getriebestufe ein Schaltrad zugeordnet ist, das auf einer mit dem Zahnrad für die erste Getriebestufe im Eingriff stehendes Antriebsritzel enthaltenden Vorgelegewelle axial verschiebbar und frei drehbar ist und das mit einem fest auf dieser Vorgelegewelle sitzenden und mit dem Ritzel der Motorantriebswelle kämmenden Antriebszahnrad kuppelbar ist. The invention relates to a two-speed transmission for power tools, in particular for hand drills, while the power tool is at a standstill and while it is idling by means of a toggle lever can be switched from the first to the second gear stage and vice versa and in which the gearwheel for the second gear stage (overdrive) rotatable on a driver sleeve that is non-rotatably combined with the drilling spindle attached and provided on the tool side with a hub on which the gear for the first Gear stage (slow gear) is rotatably arranged, and the two gear wheels in such a way are positively connected to one another that the first gear can be overtaken by the second gear, and at which is also assigned to the gear for the second gear stage, a ratchet that is on one with the Gear for the first gear stage in meshing drive pinion containing countershaft is axially displaceable and freely rotatable and that with a firmly seated on this countershaft and with the Pinion of the motor drive shaft meshing drive gear can be coupled.
Es ist schon vorgeschlagen worden (DE-OS 29 14 883), bei einem derartigen Getriebe am Innenumfang des Schaltrads ringsum eine A'isnehmung für wenigstens eine Kugel anzubringen und das Schaitrad mit einer Längsnut für diese Kugel zu versehen, welche unter der Wirkung eines in einer Radialbohrung der Vorgelegewelle stehenden fcderelastischen Elements stent, und ferner der klauenbewehrten Stirnseite des Schaltrads ein mit dem Ritzel der Motorantriebswelle kämmendes Antriebszahnrad für die Vorgelegewelle zuzuordnen, das im Bereich seiner den Klauen des Schaltrads zugeordneten Stirnseite Aussparungen für den Eingriff der Kupplungsklauen des Schaltrads sowie drehmomentübertragende Gegenklauen aufweist.It has already been proposed (DE-OS 29 14 883), with such a gear on the inner circumference of the indexing wheel to attach a recess for at least one ball and the indexing wheel to be provided with a longitudinal groove for this ball, which under the action of a in a radial bore of the Countershaft standing elastic element stent, and also the claw-reinforced end face of the Schalttrads a drive gear for the countershaft that meshes with the pinion of the motor drive shaft to be assigned, the cutouts for in the region of its end face associated with the claws of the ratchet wheel the engagement of the clutch claws of the ratchet wheel and torque-transmitting counter claws.
Eine solche Konzeption bedingt neben einer Schwächung der Vorgelegewelle infolge der Radialbohrung fertigungstechnisch gesehen einen nicht unerheblichen Aufwand und demgemäß auch eine entsprechende Anzahl von Verschleißteilen.Such a conception requires a weakening of the countershaft as a result of the radial bore From a manufacturing point of view, a not inconsiderable expense and accordingly also a corresponding one Number of wearing parts.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein 20. ,Zweiganggetriebe der erwähnten Art zu schaffen, das %bei geringerem konstruktivem Aufwand und verbesserter Betriebssicherheit eine einfache und einwandfreie Gangumschaltung ermöglicht.It is the object of the present invention to provide a 20th, two-speed transmission of the type mentioned, which % with less constructive effort and better Operational safety enables a simple and perfect gear change.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schaltrad in seiner antriebszahnradseitigen Stirnfläche Bohrungen besitzt, denen in der Stirnseite . des Antriebszahnrads untergebrachte, abgefederte Kupplungsbolzen zugeordnet sind.This object is achieved according to the invention in that the ratchet wheel in its drive gear-side Front face has holes, which in the face. of the drive gear accommodated, spring-loaded Coupling bolts are assigned.
Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß das Umschalten vom ersten auf den zweiten Getriebegang und umgekehrt spielend leicht vor sich geht, und zwar sowohl im Leerlauf wie im Stillstand.This measure ensures that switching from the first to the second gear is achieved and vice versa is child's play, both at idle and at a standstill.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind die Kupplungsbolzen stirnseitig mit einer abgerundeten Kuppe versehen. Dadurch wird der Synchronisiervorgang beim Umschalten des Getriebes erleichtert. Des weiteren hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Federzahl der Kupplungsbolzen so zu wählen bzw. das Feder-Massesystem so abzustimmen, daß unter Last eine Synchronisation zwischen der Vorgelegewelle und dem Schaitrad vermieden wird und damit auch ein Einkuppelvorgang unterbleibtAccording to a further idea of the invention, the coupling bolts are rounded on the front side Tip provided. This facilitates the synchronization process when switching the gearbox. Of Furthermore, it has proven to be useful to select the number of springs of the coupling bolts or that Adjust the spring-mass system so that under load a synchronization between the countershaft and the shift wheel is avoided and thus a coupling process is omitted
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht, erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated below with reference to the drawing, which shows an exemplary embodiment schematically illustrated, explained. It shows
F i g. 1 einen Längsschnitt durch das Zweiganggetriebe, F i g. 1 a longitudinal section through the two-speed transmission,
F i g. 2 eine Ansicht des Getriebegehäuses von oben, . teilweise im Schnitt.F i g. 2 is a view of the transmission housing from above; partly in cut.
· Wie aus F i g. 1 hervorgeht, ist auf der Antriebsspindel 1 der Handbohrmaschine eine Mitnehmerhülse 2 drehfest angeordnet, wobei die drehfeste Vereinigung dieser beiden Teile durch ein Vielkeilprofil 3 realisiert ist. Auf der Mitnehmerhülse 2 ist das Antriebszahnrad 4 für die zweite Getriebestufe (Schnellgang) drehbar und axial verschiebbar angeordnet. Das Zahnrad 4 weist werkzeugseitig eine Nabe 5 auf, auf welcher das Zahnrad 6 für die erste Getriebestufe (Langsamgang) ebenfalls drehbar sitzt. Die beiden Zahnräder 4 und 6 sind dabei als Überholräder ausgebildet und kraftschlüssig durch unter dem Druck von axial wirkenden Federn 7 stehende Kugeln 8 miteinander verbunden, derart, daß das erste Zahnrad 6 vom zweiten Zahnrad 4 überholbar ist. Zweckmäßigerweise sind drei in Umfangsrichtung um 120° gegeneinander versetzte Kugeln 8 und Federn 7 vorgesehen. Auf das Zahnrad 4 wirken Tellerfedern 9 ein, die sich einerseits über eine Druckscheibe 10 an der Stirnseite des Zahnrads 4 und andererseits an einer· As shown in Fig. 1, there is a driver sleeve 2 on the drive spindle 1 of the hand drill arranged non-rotatably, the non-rotatable union of these two parts realized by a splined profile 3 is. On the driver sleeve 2, the drive gear 4 for the second gear stage (overdrive) is rotatable and arranged to be axially displaceable. On the tool side, the gear 4 has a hub 5 on which the Gear 6 for the first gear stage (slow gear) is also rotatably seated. The two gears 4 and 6 are designed as overtaking wheels and are frictionally engaged by springs acting axially under the pressure 7 standing balls 8 connected to one another in such a way that the first gear 6 can be overtaken by the second gear 4 is. Appropriately, there are three balls 8 and springs which are offset from one another by 120 ° in the circumferential direction 7 provided. On the gear 4, plate springs 9 act, which are on the one hand via a thrust washer 10 on the End face of the gear 4 and on the other hand on one
Endscheibe II abstützen, die mittels eines Seegerrings od. dgl. gegen axiales Verschieben auf der Mitnehmerhülse 2 gesichert ist.Support end plate II, which by means of a circlip or the like. Is secured against axial displacement on the driver sleeve 2.
Die Mitnehmerhülse 2 enthält einen flanschförmigen Ansatz 52, der im Bereich seiner dem Zahnrad 4 zugewandten Stirnseite mit einem Raste^.ranz 13 versehen ist. Mit diesem Rastenkranz kommt ein an der durch eine Ausdrehung gewonnenen inneren Stirnfläche des Zahnrads 4 angebrachter Gegenrastenkranz 14 in Eingriff. Damit ist eine Überlastkupplung verwirklicht. Übersteigt das am Werkzeug bzw. an der Antriebsspindel 1 angreifende Drehmoment einen durch den Anpreßdruck der Tellerfedern 9 vorgegebenen bzw. auch einstellbaren Wert, dann kommen die Rasten 14 des Zahnrades 4 und die Rasten 13 des flanschförmigen Ansatzes 12 außer Eingriff, indem die beiden Zahnräder 4 und 6 durch Zusammendrücken der Tellerfedern 9 um den entsprechenden Betrag axial nach vorne gedrückt werden.The driver sleeve 2 contains a flange-shaped extension 52 which, in the area of its gearwheel 4 facing face with a catch ^ .ranz 13 is provided. With this wreath comes an at the Counter-locking ring 14 attached to the inner end face of the gear 4 obtained by a recess engaged. An overload clutch is thus implemented. Exceeds this on the tool or on the The torque acting on the drive spindle 1 is predetermined by the contact pressure of the disc springs 9 or also adjustable value, then the notches 14 of the gear 4 and the notches 13 of the flange-shaped projection 12 disengaged by the two gears 4 and 6 by pressing the Disk springs 9 are pushed axially forward by the corresponding amount.
Dem Zahnrad 4 für die zweite Getriebestufe ist ein " mit drei um 120° gegeneinander versetzt angeordneten Sackbohrungen 15 versehenes Schaltrad 16 zugeordnet, das auf einer Vorgelegewelle 23 axial verschiebbar und im ausgekuppelten Zustand auf dieser Welle auch frei drehbar ist. Das Schaltrad 16 enthält einen mit einer Ringnut 18 versehenen Ansatz 19, wobei, wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, in die Ringnut 18 ein Mitnahmeelement 20 eingreift, das mit einem Umschalthebel 21 vereinigt istThe gear 4 for the second gear stage is a "with three 120 ° offset from each other arranged blind bores 15 provided indexing wheel 16 associated with it and is also free to rotate axially displaceably on a counter shaft 23 in the disengaged state on this shaft. The ratchet wheel 16 includes a with An extension 19 provided with an annular groove 18, wherein, as can be seen from FIG
Dem Schaltrad 16 liegt das Antriebszahnrad 22 gegenüber, das fest auf der Vorgelegewelle 23 angeordnet ist und mit dem Ritzel 24 der Motorantriebswelle 25 kämmt. Das Antriebszahnrad 22 enthält 'an seiner den Sackbohrungen 15 zugewandten Stirnseite drei drehmomentübertragende Kupplungsbolzen 26, die in Bohrungen 27 des Antriebszahnrads 22 untergebracht und ebenfalls um 120° gegeneinander versetzt sind und die jeweils unter dem Einfluß einer Ruckstellfeder 28 stehen. Die Rückstellfedern 28 stützen sich einerseits am Grund der Aufnahmebohrung 29 und zum andern an einer rückwärtigen Abdeckplatte 30 ab, -to welche mittels eines Sicherungsrings 31 in ihrer Lage fixiert ist. Zur Begrenzung der axialen Auslenkung der Kupplungsbolzen 26 weisen die Bohrungen 27 jeweils eine Durchmesserverringerung 32 auf, derart, daß ein Anschlag für die in ihrem federseitigen Bereich 33 zapfenförmig erweiterten Kupplungsbolzen 26 verhangen ist. Die Kupplungsbolzen sind stirnseitig ballig ausgebildet. Der Grad der Balligkeit richtet sich dabei nach den jeweils gegebenen Voraussetzungen und/oder Bedingungen.Opposite the ratchet wheel 16 is the drive gear wheel 22, which is fixedly on the countershaft 23 is arranged and meshes with the pinion 24 of the motor drive shaft 25. The drive gear 22 includes '' on its end face facing the blind bores 15, three torque-transmitting coupling bolts 26, which are housed in bores 27 of the drive gear 22 and are also offset from one another by 120 ° and each under the influence of a Return spring 28 stand. The return springs 28 are supported on the one hand on the bottom of the receiving bore 29 and on the other hand on a rear cover plate 30, -to which by means of a locking ring 31 in their position is fixed. To limit the axial deflection of the coupling bolts 26, the bores 27 each have a diameter reduction 32 in such a way that a stop for the in its spring-side area 33 cone-shaped extended coupling bolt 26 hung is. The coupling bolts are convex on the front side. The degree of crowning depends on this according to the given prerequisites and / or conditions.
Bei im ersten Getriebegang laufendem Elektrowerkzeug treibt das auf der Vorgelegewelle 23 befindliche Antriebsritzel 35 das vordere Zahnrad 6 an. Infolge der kraftschlüssigen Verbindung des Zahnrads 6 mit dem Zahnrad 4 der zweiten Getriebestufe läuft auch das 55 umspritzt ist.When the power tool is running in the first gear, the one on the countershaft 23 drives Drive pinion 35 to the front gear 6. As a result of the positive connection of the gear 6 with the Gear 4 of the second gear stage also runs that 55 is encapsulated.
letztere mit um, desgleichen dreht sich das auf der Vorgelegewelle 23 befindliche Schah rad 1t, da dieses mit dem Zahnrad 4 im Eingriff steht.the latter with around, likewise the Shah wheel located on the countershaft 23 rotates, since this is in engagement with the gear 4.
Beim Umschalten des Getriebes vom ersten in den zeiten Gang während des Leerlaufs wird das Schallrad 16 mittels des I'mscha!thebels21 auf der Vorgelegewelle 23 gegen das Antriebszahnrad 22 hin verschoben. Dadurch kommen die Kupplungsbolzen 26 mit ihren Kuppen zunächst zur Anlage an die Stirnfläche des Schaltrades 16 und beschleunigen dieses zusammen mit dem Getriebezahnrad 4 unter Überspringen der Bohrungen 15 des Schaltrades von der Drehzahl der ersten Getriebestufe auf zumindest angenähert die Drehzahl der Vorgelegewelle bzw. der zweien Geiriebestufe. Ist dieser Synchronisiervorgang abgeschlossen, so rasten die Kupplungsbolzer 26 in die Bohrungen 15 des Schaltrads 16 ein. Damit ist das Kuppeln vollzogen und die Antriebsspindel 1 des Elektrowerkzeugs läuft mit der Drehzahl <ler zweiten Getriebestufe um, wobei das Zahnrad 6 vom Zahnrad 4 überholt wird.When the transmission is switched from first to second gear during idling, the sonic wheel 16 is shifted by means of the gear lever 21 on the countershaft 23 towards the drive gear 22 . As a result, the coupling pins 26 first come to rest against the end face of the ratchet wheel 16 and accelerate this together with the gear wheel 4 by skipping the bores 15 of the ratchet wheel from the speed of the first gear stage to at least approximately the speed of the countershaft or the second gear stage . When this synchronization process is complete, the coupling bolts 26 snap into the bores 15 of the ratchet wheel 16. The coupling is thus completed and the drive spindle 1 of the power tool rotates at the speed <ler second gear stage, the gear 6 being overtaken by the gear 4.
ι Das Zurückschalten auf die erste Getriebestufe ist problemlos, da hierzu lediglich die Kupplungsbolzen 26 .außer Eingriff mit den Bohrungen 15 des Schaltrads 16 gebracht werden müssen. Dies wird auf einfache Weise durch entsprechendes Betätigen des Umschalthebels 21 erreicht.ι The downshift to the first gear stage is problem-free, since for this purpose only the coupling bolts 26 are out of engagement with the bores 15 of the ratchet wheel 16 must be brought. This is done in a simple manner by appropriately actuating the switching lever 21 achieved.
Im Falle des Umschaltens auf die zweite Getriebestufe während des Stillstands des Elektrowerkzeugs werden, sofern die Kupplungsbolzen 26 nicht gerade exakt auf die Bohrungen 15 im Schaltrad treffen, die Kupplungsbolzen 26 durch die Stirnfläche des Schaltrads 16 gegen die Kraft der Federn 28 zurückgedrückt. Beim Anlauf des Elektrowerkzeugs raster dann die Kupplungsbolzen 26 unverzüglich in die Bohrungen 15 des Schaltrades 16 ein.In the case of switching to the second gear stage while the power tool is at a standstill, provided that the coupling pin 26 is not straight hit exactly the holes 15 in the ratchet, the coupling bolts 26 through the face of the ratchet 16 pushed back against the force of the springs 28. When the power tool starts up, the Coupling bolt 26 immediately into the bores 15 of the ratchet wheel 16.
Zum Zurückschalten auf die erste Getriebestufe braucht wiederum lediglich der Umschalthebel 21 in die entsprechende Stellung gebracht zu werden.To switch back to the first gear stage, in turn, only the switching lever 21 needs to be in the to be brought to the appropriate position.
Die Konstante der Federn 28 ist so gewählt, daß das aus dem jeweiligen Kupplungsbolzen 2i und der jeweiligen Feder 28 gebildete Feder-Massesystem so abgestimmt ist, daß das Schaltrad 16 auch nicht angenähert auf die Drehzahl der Vorgelegewelle 23 beschleunigt wird. Daher unterbleibt eine Synchronisierung, und das Umschalten von der ersten auf die zweite Getriebestufe unter Last wird somit verhindert. Das Umlegen des Umschalthebels 21 während des Lastlaufs des Elektrowerkzeugs hat lediglich einer Rattervorgang zur Folge, schlagartige Beanspruchungen der in Frage kommenden Getriebeteile sind indessen ausgeschlossen. The constant of the springs 28 is chosen so that the respective coupling pin 2i and the respective spring 28 formed spring-mass system is coordinated so that the ratchet 16 is not approximately to the speed of the countershaft 23 is accelerated. Therefore there is no synchronization, and switching from the first to the second gear stage under load is thus prevented. That Shifting the switching lever 21 while the power tool is running under load only has one rattling process As a result, sudden stresses on the transmission parts in question are excluded.
Das Getriebegehäuse 34 besteht aus einem metallischen Werkstoff, der mit einem Kunststoffmantel 35The gear housing 34 consists of a metallic material covered with a plastic jacket 35
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (3)
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Publications (2)
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| DE2931520C2 true DE2931520C2 (en) | 1984-01-19 |
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