DE2936338A1

DE2936338A1 - Two-speed drive for hand-held electric drill - has switch wheel for higher speed cooperating with drive cog upon axial movement during drilling

Info

Publication number: DE2936338A1
Application number: DE19792936338
Authority: DE
Inventors: Richard Dipl.-Phys. Dr. 7103 Schwaigern Epple
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1979-09-08
Filing date: 1979-09-08
Publication date: 1981-03-26

Abstract

The drive is switched from slow to fast running speeds when the drill is in operation, the gear wheel for the higher running speed is associated with a switch wheel (16) carried by a gear shaft. A drive spline engages the gear wheel for the lower running speed and a drive gear (22), driver via the electric motor shaft. The switch wheel (16) and the drive gear (22) face one another with spring bolts (26) extending from the latter fitting into corresponding bores (15) in the former, to coupled the two together when the switch wheel (16) is moved axially during drilling. Axially sprung friction pins (37) also extend from the drive gear (22) spaced around the outside of the spring bolts (26).

Description

Zweiganggetriebe für Elektrowerkzeuge Two-speed transmission for power tools

Gegenstand des Hauptpatentes (Patentanmeldung P 29 31 520.6 ist 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 verinigten Mitehmerhülse angebracht und werkzeugseitig mit einer Nabe versehen ist, auf welcher das Zahnrad r die erste Getriebestufe (Langsamgang) drehbar angeer*et ist, und wobei die beiden Getriebezahnräder derart kraftschlüssig miteinander verbunden sind, da c~s erst nnnrad vom zweiten Zahnrad überholbar ist, und bei dem ferner die Mitnehmerhülse einen flanschförmigen Ansatz besitzt. der an seiner dem Zahnrad für die zweite Getriebestufe ewandten Stirnseite einen Rastenkranz enthält, welche --t einem an der dieser gegenüberliegenden Stirnseite des Zahnrads für die zweite Getriebestufe angebrachten Gegenrastenkranz korrespondiert. Dabei ist dem Zahnrad für die erste Getriebestufe ein Schaltrad zugeordnet, das auf einer Jorgelegewelle axial verschiebbar und frei drehbar ist, welche ein mit dem Zahnrad für die erste Getriebestufe im Eingriff stehendes Antriebsritzel enthält, und das mit einem fest auf der Vorgelegewelle sitzenden Antriebszahnrad korrespondiert, welches mit den Ritzel der Motorantriebswelle kämmt, und das ferner in seiner antriebszahnradseitigen Stirnfläche Bohrungen besitzt, denen in der Stirnseit des Antriebszahnrads untergebrachte, abgefederte Kupplungsbolzen zugeordnet sind.The subject of the main patent (patent application P 29 31 520.6 is a Two-speed gears for power tools, in particular for hand drills, which during the standstill and while the power tool is idling by means of a switch lever can be switched from the first to the second gear stage and vice versa and at which the gear for the second gear stage (overdrive) rotates on one with attached to the drilling spindle in a non-rotatable manner and on the tool side is provided with a hub on which the gear r is the first gear stage (slow gear) is rotatably angeer * et, and wherein the two transmission gears are so frictional are connected to each other, since c ~ s can only be overtaken by the second gearwheel, and in which the driver sleeve also has a flange-shaped projection. the a ratchet ring on its end face facing the gear for the second gear stage contains which --t one on the opposite face of the gear Corresponds to the counter-locking ring attached for the second gear stage. Included a ratchet is assigned to the gear for the first gear stage, which is on a Gear shaft is axially displaceable and freely rotatable, which one with the gear for the first gear stage in meshing drive pinion contains, and that corresponds to a drive gear that is firmly seated on the countershaft, which meshes with the pinion of the motor drive shaft, and also in its drive gear side Face Has bores, which are housed in the front of the drive gear, spring-loaded Coupling bolts are assigned.

Bei einer auf diese Weise verwirklichten Synchronisation des Elektrowerkzeuggetriebes kann im Falle des Umschaltens von der ersten auf die zweite Getriebestufe bei laufendem Getriebe (Leerlauf) eine durch das Hinweglaufen der Kupplungsstifte über die Bohrungslöcher des Schaltrads verursachte Geräuschbildung (Rattern) von der Bedienungsperson unter Umständen als störend empfunden werden.With a synchronization of the power tool transmission realized in this way can in the case of switching from the first to the second gear stage while running Gear (idle) one by running the coupling pins over the bore holes of the ratchet wheel caused noise (rattling) by the operator Circumstances are perceived as annoying.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die besagte Geräuschbildung zumindest zu vermindern.It is the object of the invention to at least produce said noise to diminish.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Antriebszahnrad zusätzlich zu den Kupplungsbolzen mindestens ein in radialer Richtung gegen die Kupplungsbolzen versetzt angeordneter und axial abgefederter Reibzapfen untergebracht ist, der sich parallel zur Achse der Vorgelegewelle bis unmittelbar vor die antriebszahnradseitige Stirnfläche des Schaltrads hin erstreckt.This object is achieved according to the invention in that the drive gear in addition to the coupling bolt at least one in the radial direction against the Coupling bolts housed offset and axially spring-loaded friction pins is parallel to the axis of the countershaft until just in front of the drive gear side Front face of the ratchet extends out.

Ein Ausführu--sbeispiel des Gegenstandes der Erfindung wird im nachstehel-en anhand der Zeichnung erläutert.An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is given below explained with reference to the drawing.

Es zeigen: vig. 1 eine Teilseitenansicht des Zweiganggetriebes teilweise im Schnitt, FIg. 2 eine auf das Schaltrad und das Antriebszahnrad beschränkte Teilansicht des Getriebes gemäß Fig.1, log.3 eine Ansicht des Antriebszahnrads gemäß Fig.2 in Richtung A.It show: vig. 1 is a partial side view of the two-speed transmission partially in section, fig. 2 is a partial view limited to the ratchet wheel and the drive gear of the transmission according to FIG. 1, log 3 a view of the drive gear according to FIG. 2 in Direction A.

In Iig.l ist mit 2 eine auf der Antriebsspindel 1 des Elektrowerkzeugs z.B. in Form einer Handbohrmaschine unter Verwendung eines Vielkeilprofils 3 drehfest ængebrachte Mitnehmerhülse bezeichnet, auf der das Antriebszahnrad 4 für die zweite Getriebestufe (Schnellgang) drehbar und axial verschisebbar angeordnet ist. 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, derart, daß das erste Zahnrad 6 vom zweiten Zahnrad 4 überholbar ist.In Iig.l there is a 2 on the drive spindle 1 of the power tool e.g. in the form of a hand drill using a multi-spline profile 3 non-rotatable ængebosed driver sleeve referred to on which the drive gear 4 for the second Gear stage (overdrive) rotatable and axially displaceable arranged is. On the tool side, the gear wheel 4 has a hub 5 on which the gear wheel 6 for the first gear stage (slow gear) is also rotatably seated. The two Gears 4 and 6 are designed as overtaking wheels, such that the first Gear 6 can be overtaken by the second gear 4.

Die Mitnehmerhülse 2 enthält einen flanschförmigen Ansatz 12, der im Bereich seiner dem Zahnrad 4 zugewandten Stirnseite mit einem Rastenkranz 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.The driver sleeve 2 contains a flange-shaped extension 12, which with a detent ring 13 in the area of its end face facing the gearwheel 4 is provided. With this ratchet wreath comes one of the ones gained by turning inner end face of the gear 4 mounted counter detent ring 14 in engagement. An overload clutch is thus implemented.

Den Zahnrad 4 für die zweite Getriebestufe ist ein mit drei um 1200 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.The gear 4 for the second gear stage is one with three around 1200 blind bores 15 provided offset wheel 16 assigned to one another, which is axially displaceable on a countershaft 23 and in the disengaged state is also freely rotatable on this shaft. The ratchet 16 includes a with a Annular groove 18 provided approach 19.

In die Ringnut 18 greift ein nicht gezeichnetes Mitnahmeeluent ein, as mit einem ebenfalls nicht dargestellten Umscalthebe vereinigt ist.In the annular groove 18 engages a not shown entrainment eluent, as is combined with a Umscalthebe, also not shown.

Dem Schaltra 15 liegt das Antriebszahnrad 22 gegenüber, das fest au -r Vorgelegewelle 23 angeordnet ist und mit de « wzel 2- e Notorantriebswelle 25 kämmt. Das Antriebszahnrad 22 enthält an seiner den Sackbohrungen 15 zugewandten Stirnseite drei drehmomentübertragende Kupplungsbolzen 26, die in Bo---en 27 des Antriebszahnrads 22 untergebracht und eenfalls uz: 120° gegeneinander versetzt sind und die jeweils unter dem Einfluß einer Rückstellfeder 28 stehen. Die Rückstellfedern 28 stützen sich dabei einerseits am Grund der Aufnahmebohrung 29 und zum andern an einer rückwärtigen Abdeckplatte 30 ab, 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 25 vorhanden ist. Die Kupplungsbolzen sind stirnseitig ballig ausgebildet. Der Grad der Balligkeit richtet sich dabei nach den jeweils gegebenen Voraussetzungen und/oder Bedingungen.The Schaltra 15 is the drive gear 22 opposite, which is firmly au -r countershaft 23 is arranged and with the second notor drive shaft 25 combs. The drive gear 22 contains on its blind bores 15 facing Front side three torque-transmitting coupling bolts 26, which are shown in bottom 27 of the Drive gear 22 housed and also uz: 120 ° are offset from one another and which are each under the influence of a return spring 28. The return springs 28 are supported on the one hand on the bottom of the receiving bore 29 and on the other on a rear cover plate 30, which by means of a locking ring 31 is fixed in its position. To limit the axial deflection of the coupling bolts 26, the bores 27 each have a reduction in diameter 32 in such a way that a stop for the in its spring-side area 33 is peg-shaped extended coupling bolt 25 is present. The coupling bolts are on the front crowned. The degree of crowning depends on the respective given prerequisites and / or conditions.

Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, sind im Antriebszahnrad 22 drei weitere, um 120° gegeneinander versetzte Bohrungen 36 angebracht. Diese Bohrungen liegen auf einem größeren Radius als die Bohrungen 27 für die Kupplungsbolzen 26 und nehmen jeweils einen Reibzapfen 37 auf, der eine zylindrische Ausnehmung begrenzter Tiefe aufweist, in welche eine Druckfeder 38 eingesetzt ist, die sich ebenfalls an der rückwärtigen Abdeckplatte 30 abstützt. Die Reibzapfen 37 erstrecken sich parallel zur Achse der Vorgelegewelle 23 bis unmittelbar vor die der Frontseite des Antriebszahnrads 22 gegenüberliegende Stirnflache des Schaltrades 16 und kommen mit ihrer durch eine zapfenförmige Erweiterung gebildeten Schulter 39 zur Anlage an die durch cinu Verringerung des Durchmessers der Bohrungen 36 jeweils gewonnene Barriere 40.As can be seen in particular from FIGS. 2 and 3, are in the drive gear 22 three further bores 36 offset from one another by 120 ° are attached. These The bores are on a larger radius than the bores 27 for the coupling bolts 26 and each take a friction pin 37, which has a cylindrical recess Has limited depth, in which a compression spring 38 is used, which also supported on the rear cover plate 30. The friction pins 37 extend parallel to the axis of the countershaft 23 until immediately in front of the front side of the drive gear 22 opposite end face of the ratchet wheel 16 and come with their shoulder 39 formed by a pin-shaped extension to the plant to that gained by reducing the diameter of the bores 36 in each case Barrier 40.

Bei 1 erste Getriebegang laufendem Eiektrowerkzeug treibt das auf der 7r0elegewelle 23 befindliche Antriebsritzel 35 das vordere Zr'rad 6 an. Infolge der kraftschlüssigen Verbir.---g des Z rads 6 mit dem Zahnrad 4 der zweiten Getriebestufe läuft ch das letztere mit um, desgleichen dreht sich das auf der gelegewelle 23 befindliche Schaltrad 16, da dieses mit dem Zahnrad 4 im Eingriff steht.With 1 first gear running electric tool that drives up of the 7r0elegewelle 23 located drive pinion 35 to the front gear 6. As a result the frictional connection .--- g of gear 6 with gear 4 of the second gear stage if the latter rotates with it, it also rotates on the lay shaft 23 located ratchet 16, since this is in engagement with the gear 4.

Beim Umschalten des Getriebes von ersten in den zweiten Gang während des Leerlaufs wird das Schaltrad 16 mittels des nichtgezeichneten Unschalthebels auf der Vorgelegewelle 23 gegen das Antriebszahnrad 22 hin verschoben. Dadurch kommen die Reibzapfen 37 zunächst zur Anlage an die Stirnfläche des Schaltrads 16 und bewirken als eine Art Rutschkupplung zumindest angenähert einen Gleichlauf des Schaltrads 16 mit dem Antriebszahnrad 22, indem das Schaltrad 16 entsprechend beschleunigt wird. Daraufhin rasten die Kupplungsbolzen 26 verhältnismäßig sanft in die Aufnahmebohrungen 15 des Schaltrades 16 ein, und der Kupplungsvorgang ist auf geräuscharme Weise vollzogen, d.h.die Antriebsspindel des Elektrowerkzeugs läuft mit der Drehzahl der zweiten Getriebestufe um, wobei das Zahnrad 6 vom Zahnrad 4 überholt wird. Die Federkonstante der auf die Reibzapfen 37 einwirkenden Druckfedern 38 ist dabei jeweils so gewählt, daß eine optimale Synchronisierung erreicht und gegebenenfalls auch eine problemlose Umschaltung unter Last ermöglicht wird.When switching the transmission from first to second gear during the idle, the ratchet 16 by means of the not shown shift lever shifted on the countershaft 23 against the drive gear 22 towards. Come through this the friction pin 37 initially to rest against the face of the Ratchet wheel 16 and, as a type of slip clutch, cause at least approximately synchronization of the ratchet wheel 16 with the drive gear 22 by the ratchet wheel 16 accordingly is accelerated. The coupling bolts 26 then snap relatively gently into the receiving bores 15 of the ratchet 16, and the coupling process is carried out in a quiet manner, i.e. the drive spindle of the power tool runs with the speed of the second gear stage, the gear 6 from the gear 4 is overtaken. The spring constant of the compression springs acting on the friction pins 37 38 is chosen so that an optimal synchronization is achieved and if necessary, a problem-free switchover under load is also made possible.

Das Zurückschalten auf die erste Getriebestufe geht auf einfache Weise vonstatten, da hierzu lediglich die Kupplungsbolzen 26 außer Eingriff mit den Bohrungen 15 des Schaltrads 16 gebracht werden müssen. Dies wird einfach durch entsprechendes Betätigen des Umschaltebels erreicht.Switching back to the first gear stage is easy take place, 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 made easy by corresponding Pressing the switchover lever reached.

im Falle des umschaltens auf die zweite Getriebestufe während Ges Stillstands des Elektrowerkzeugs kommen sowohl die Reibzapfen 37 Is much die Kupplungsbolzen 26, sofern die letzteren nicht gerade exakt auf die Bohrungen 15 im Schaltrad 16 treffen, zur Anlage am die Stirnseite des Schaltrads und werden da-Hu-zn gegen -e Kraft der Federn 28 und 38 zurückgedrückt.in the case of switching to the second gear stage during Ges When the power tool comes to a standstill, both the friction pins 37 and the coupling bolts come to a standstill 26, provided the latter does not exactly align with the holes 15 in the ratchet wheel 16 meet, to rest on the face of the ratchet wheel and are da-Hu-zn against -e Force of the springs 28 and 38 pushed back.

Beim Anlauf des Elektrowerkzeugs rasten dann die Kupplungsrzüglich in die Bohrungen 15 des Schaltrads ein.When the power tool starts up, the clutch locks into the holes 15 of the ratchet wheel.

5- Zürückschalten auf die erste Getriebestufe braucht wiederu: lediglich der Umschalthebel in die dafür vorgesehene Stellung gebracht zu werden.5- Shifting back to the first gear stage only needs the switching lever to be brought into the intended position.

Die Reibzapfen 37 können an ihrer Stirnseite entweder mit einem besonderen Reibungsbelag versehen sein oder aus einem für den bestimmungsgemäßen Gebrauch geeigneten Material bestehen, beispielsweise aus Kupferasbest.The friction pins 37 can either have a special one on their end face Be provided with friction lining or made of a suitable for the intended use Material consist, for example of copper asbestos.

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Claims

Claims 9 two-speed transmission for power tools, in particular for hand drills that operate while the Power tool by means of a switch lever from the first to the second gear stage and vice versa is switchable and in which the gear for the second gear stage (High speed) 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 wheel 1½ the first gear stage (slow gear) is rotatably arranged, and the two Transmission gears are so positively connected that the first Gear can be overtaken by the second gear, and in each case the driver sleeve has a flange-shaped attachment that is attached to the gear for the second gear stage facing end face a ring of notches, which nit one on this on the opposite face of the gear for the second gear stage Corresponding counter-detent ring, and in the case of the patent ......... (patent application p P. 29 31 1320.6 assigned a ratchet wheel to the gear for the second gear stage is that on a one with the gear for the first gear stage in engagement Drive pinion containing countershaft is axially displaceable and freely rotatable and which corresponds to a drive gear that is firmly seated on this countershaft, which meshes with the pinion of the notor drive shaft, and that in its drive gear side End face has holes, which are housed in the end face of the drive gear, Spring-loaded coupling bolts are assigned, characterized in that in the drive gear (22) in addition to the coupling bolt (26) at least one in the radial direction Axially sprung friction pin offset against the coupling bolts (37) is housed, which is parallel to the axis of the countershaft (23) to extends directly in front of the drive gear-side end face of the ratchet wheel (16).

2. Two-speed transmission according to claim 1, characterized in that three Friction pins (37) are provided.

3. Two-speed transmission according to claims 1-2, characterized in that that the friction pin (37) lie on a larger radius than the coupling pin (26).

4. Two-course gear according to claims 1-3, characterized in that that the friction & en (37) with springs (38) in bores (36) of the drive gear (22) are housed.

5. Two-gear drive according to claims 1-4, characterized thereby, because the friction pins (37) are provided with a special friction lining on the front side.

6. Two-speed transmission according to claims 1-4, characterized in that since the friction pins (37) are designed as copper asbestos pins.