DE3526150A1

DE3526150A1 - Gangschaltung fuer einen motorgetriebenen werkzeugtraeger

Info

Publication number: DE3526150A1
Application number: DE19853526150
Authority: DE
Inventors: Shumi Fuchu Hiroshima Akazawa
Original assignee: Ryobi Ltd
Current assignee: Ryobi Ltd
Priority date: 1984-07-30
Filing date: 1985-07-22
Publication date: 1986-02-06
Also published as: JPH0344411Y2; DE3526150C2; JPS6142211U

Description

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Beschreibung

Gangschaltung für einen motorgetriebenen Werkzeugträger

5Die Erfindung bezieht sich auf eine Gangschaltung für einen motorgetriebenen Werkzeugträger, wie z.B. eine Handbohrmaschine, einen Schraubendreher oder eine Schlagbohrmaschine.

Es ist eine Gangschaltung für einen motorgetriebenen WerklOzeugträger bekannt, welche eine Getriebewelle aufweist, die mit einer Keilnut versehen ist, sowie einen Schiebekeil, welcher mit einem Vorsprung versehen ist und verschiebbar in der Keilnut der Getriebewelle aufgenommen ist, sowie einen Gangschaltungsgriff zur Bewegung des Schiebekeils und 15ein Paar von Getriebezahnrädern, welche drehbar auf der Getriebewelle gelagert sind, wobei jedes der Getriebezahnräder eine Keilnut aufweist, mit welcher der Vorsprung des Schiebekeils in Eingriff bringbar ist.

20Diese Gangschaltung ist jedoch mit einer Anzahl von Nachteilen behaftet. Der Schiebekeil kann nicht bewegt werden, bevor die Keilnuten der Getriebezahnräder in eine miteinander fluchtende Stellung gebracht sind. Daraus folgt, daß ein gleichmäßiger und reibungsloser Betrieb der Gangschaltung schwierig

25ist. Weiterhin weist der Schiebekeil die Neigung auf, während seiner Bewegung in Eingriff mit beiden Getriebezahnrädern zu verbleiben. In diesem Fall ist es unmöglich, während einer Drehung des Werkzeugs bzw. während dem Betrieb des Werkzeugträgers den Gang zu wechseln.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die eben genannten Probleme und Nachteile der bekannten Gangschaltung zu überwinden und eine Gangschaltung für einen motorgetriebenen Werkzeugträger zu schaffen, welche reibungslos und

35gleichmäßig betrieben werden kann und welche einen Wechsel des Ganges auch während des Betriebes des Werkzeugträgers

-■■ 1 ermöglicht und welche einen einfachen Aufbau und niedrige Herstellungskosten aufweist.

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß ein Zwischenraum zwischen einem Paar von Getriebezahnrädern durch diese gebildet wird, in welchem ein Vorsprung eines Schiebekeils, welcher verschiebbar in einer Keilnut einer Getriebewelle gelagert ist, nicht mit einem der Getriebezahnräder in Eingriff bringbar ist. Das Ziel wird erfindungsgemäß weiterhin dadurch erreicht, daß mehrere Ausnehmungen an jedem der Getriebezahnräder hinter dem Zwischenraum ausgebildet sind, in welchen der Vorsprung des Schiebekeils mit jedem der Getriebezahnräder in Eingriff bringbar ist.

Im einzelnen werden die Nachteile des Standes der Technik erfindungsgemäß durch eine Gangschaltung für einen motorgetriebenen Werkzeugträger vermieden, welcher eine Getriebewelle mit einer Keilnut, einen Schiebekeil, welcher in der Keilnut gelagert ist und einen Vorsprung aufweist, und ein Paar von Getriebezahnrädern, welche drehbar auf der Getriebewelle gelagert sind und in Eingriff mit entsprechenden Antriebsrädern stehen, wobei der Schiebekeil in Eingriff oder außer Eingriff mit einem der Getriebezahnräder bringbar ist, umfaßt. Die erfindungsgemäße Gangschaltung zeichnet sich dadurch aus, daß der Schiebekeil an seinem einen Ende einen Vorsprung aufweist, welcher von der Getriebewelle weggerichtet ist und an seinem anderen Ende mit einem Schiebelager versehen ist, wobei zwischen dem Vorsprung und dem Schiebelager ein Mittelteil vorgesehen ist, welches in die Umfangsflache der Getriebewelle eingelassen ist. Die Getriebezahnräder werden auf der Getriebewelle unter einer Druckkraft in wechselseitiger Anlagerung gehalten, wobei eines der Getriebezahnräder zwischen dem Vorsprung und dem Schiebelager des Schiebekeils angeordnet ist. Die Getriebezahnräder bilden an ihren gegenseitigen Anlageflächen einen Zwischenraum, welcher sich von einem der

Zahnräder zu dem anderen erstreckt und in welchem der Vorsprung des Schiebekeils außer Eingriff von beiden der Getriebezahnräder ist. Der Zwischenraum weist eine axiale Ausdehnung auf, welche größer ist als die des Vorspr*unges. Jedes der Getriebezahnräder, welche den Zwischenraum bilden, weist mehrere Ausnehmungen auf, mit welchen der Vorsprung des Schiebekeils verschiebbar mit jedem der Zahnräder in Eingriff bringbar ist. Mit dem Schiebelager ist ein Umschaltmechanismus verbunden, um den Vorsprung wahlweise mit den Getriebezahnrädern in Eingriff zu bringen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
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Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines motorgetriebenen Werkzeugträgers mit einem erfindungsgemäßen Untersetzungsgetriebe;

Fig. 2 und 3 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie H-II bzw. IH-III von Fig. 1;

Fig. 4A, 4B und 4C Vertikalschnitte, welche den Umschaltvorgang des Werkzeugträgers der Fig. 1 und 3 darstellen; und

Fig. 5 und 6 Draufsichten auf den erfindungsgemäßen Umschaltmechanismus .

Eine Getriebewelle 1 ist drehbar mittels Lagern 3 und 4 in einem Getriebegehäuse 2 gelagert und weist ein Ende auf, welches aus dem Getriebegehäuse hervorsteht und ein Spannfutter 5 trägt. Nahe an ihrem inneren Ende ist die Getriebewelle 1 mit einer sich axial erstreckenden Keilnut 6 versehen, welche an ihrer äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist. Ein Schiebekeil 7 ist axial verschiebbar in der Keil-

nut 6 aufgenommen. Der Schiebekeil 7 weist an einem Ende einen Vorsprung 7a auf, welcher über die äußere Umfangsflache der Getriebewelle 1 hervorsteht, sowie an seinem anderen Ende ein Schiebelager 7b. Zwischen dem Vorsprung 7a und dem Schiebelager 7b ist ein Mittelteil 7c gebildet, welcher in die äußere Umfangsfläche der Getriebewelle 1 eingelassen ist.

Ein Paar von Getriebezahnrader 8 und 9 für einen schnellen und einen langsamen Gang sind drehbar auf der Getriebewelle 1 gelagert und einer Druckkraft ausgesetzt, welche durch an der Getriebewelle 1 gelagerte Anschlagringe 10 und 11 aufgebracht wird. Die Getriebezahnrader 8 und 9 sind gegenseitig in Anlage gebracht, können sich jedoch unabhängig voneinander drehen. Das Getriebezahnrad 9 ist zwischen dem Vorsprung 7a und dem Schiebelager 7b des Schiebekeils 7 angeordnet, während das Getriebezahnrad 8 außerhalb des Vorsprungs 7a gelagert ist.

Die Getriebezahnräder 8 und 9 bilden zwischeneinander an ihren gegenüberliegenden Seitenflächen einen Zwischenraum 12, so daß der Vorsprung 7a des Schiebekeils 7 außer Eingriff von beiden Getriebezahnrädern 8 und 9 gebracht werden kann, wenn er in diesem Zwischenraum 12 angeordnet ist. Der Zwischenraum 12 wird durch eine Kombination eines zylin drischen Hohlraums, welcher axial an dem inneren Ende des Getriebezahnrads 9 ausgebildet ist und welcher angrenzt an einen zylindrischen Hohlraum in dem Getriebezahnrad 8, gebildet. Der Zwischenraum 12 weist eine axiale Länge Lp auf, welche in geeigneter Weise länger ist, als die axiale Länge L. des Vorsprungs 7a, so daß der Vorsprung 7a nicht mit einem der beiden Getriebezahnräder 8 und 9 in Eingriff bringbar ist, wenn er sich in dem Zwischenraum 12 befindet.

Jedes der Getriebezahnräder 8 und 9 ist mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen 13 bzw. 13' versehen, welche in axialer

Richtung hinter dem Zwischenraum 12 angeordnet und in Umfangsrichtung gegeneinander beabstandet sind. Der Vorsprung 7a des Schiebekeils 7 ist, wie in Fig. 2 dargestellt, mittels der Ausnehmungen 13, 13' mit einem der Getriebe-Zahnräder in Eingriff bringbar. Die Ausnehmungen 13 und 13' der Getriebezahnräder 8 und 9 sind in gleichen Abmessungen und in gleicher Anzahl vorgesehen. Gemäß dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel weist jedes Getriebezahnrad vier derartige Ausnehmungen auf. Die Zahl der Ausnehmungen kann jedoch verändert werden, sie kann z.B. zwei oder drei betragen. Die Ausnehmungen 13 oder 13' werden dann ausgebildet, wenn die innere Umfangsfläche jedes der Getriebezahnräder 8 oder 9 spanend bearbeitet wird. Die Ausnehmungen 13, 13' bilden eine gleiche Anzahl an Vor-Sprüngen 14, welche im Abstand zueinander am Umfang angeordnet sind. Die Ausnehmungen 13 und 13' weisen dieselbe axiale Länge auf, wie der Vorsprung 7a des Schiebekeils 7.

Die Getriebezahnräder 8 und 9 des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weisen jeweils zylindrische Abschnitte 8a und 9a auf, welche sich axial von deren Mitten zu dem anderen Zahnrad hin erstrecken. Der hohle Zwischenraum 12 und die Ausnehmungen 13 und 13' sind im Inneren der zylindrischen Abschnitte 8a und 9a ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, auf die zylindrischen Abschnitte 8a und 9a zu verzichten und den hohlen Zwischenraum 12 und die Ausnehmungen 13 und 13' direkt in den Getriebezahnrädern 8 und 9 vorzusehen.

Die Getriebezahnräder 8 und 9 sind jeweils in kämmendem Eingriff mit Antriebszahnrädern 17 und 18, welche auf einer Vorgelegewelle 16 angeordnet sind, die drehbar mittels Lagern 15 in dem Getriebegehäuse 2 gelagert ist und sich parallel zu der Getriebewelle 1 erstreckt. Ein Zahnrad 19 ist auf der Vorgelegewelle 16 befestigt und ist in kämmendem Eingriff mit einem Zahnrad 22 auf der Abtriebswelle 21

eines Motors 20, so daß eine Drehbewegung des Motors 20 auf die Getriebezahnräder 8 und 9 zu deren Drehung übertragen werden kann.

Ein Umschaltmechanismus 23 steht in Verbindung mit dem Schiebelager 7b des Schiebekeils 7- Der Umschaltmechanismus 23 umfaßt eine aufrecht angeordnete Führungsplatte 24, deren unteres Ende mit dem Schiebelager 7b in Eingriff ist und deren oberes Ende mit einem Vorsprung 24a versehen ist. Der Umschaltmechanismus 23 weist weiterhin einen Umschalthebel 25 auf, welcher zwischen dem Getriebegehäuse 2 und der Führungsplatte 24 angeordnet ist, so daß er entlang der Getriebewelle 1 verschiebbar ist und zum Teil durch eine öffnung 2a des Getriebegehäuses 2 hervorsteht, welche einer Seitenwand 25a des Umschalthebels 25 zugeordnet ist. Die Seitenwand 25a des Umschalthebels 25 ist mit zwei Ausnehmungen 25b und 25c versehen, welche im Abstand zueinander in der Richtung angeordnet sind, in welcher der Umschalthebel 25 verschiebbar ist. Jede der Ausnehmungen 25b und 25c weist in der Draufsicht eine im wesentlichen V-förmige Gestaltauf. Die Ausnehmungen 25b und 25c bilden zwischen ihnen einen Vorsprung 25d, welcher in der Draufsicht die Form eines umgekehrten V aufweist. Eine Feder 26 ist entweder an einem Ende oder mit ihrem vorderen und ihrem hinteren Ende an dem Getriebegehäuse 2 derart befestigt, daß sie eine seitliche Federkraft auf den Umschalthebel 25 ausüben kann. Die Feder 26 ist ungefähr in ihrer Mitte abgebogen, um einen Vorsprung 26a zu bilden, welcher in der Draufsicht im wesentlichen V-förmig ist und welcher komplementär zu einer der Ausnehmungen 25b und 25c des Umschalthebels 25 ist.

Der Vorsprung 26a ist infolge einer Vorwärtsverschiebung des Umschalthebels 25 in Eingriff mit der Ausnehmung 25b bringbar, wobei der Vorsprung 7a des Schiebekeils 7 in Eingriff mit einem der Vorsprünge 13 des Getriebezahnrads 8 gebracht ist. Wenn der Umschalthebel 25 daraufhin nach

hinten verschoben wird, so daß seine Ausnehmung 25c den Vorsprung 26a, wie in Fig. 6 dargestellt, aufnimmt, gelangt der Vorsprung 7a des Schiebekeils 7 mit einer der Ausnehmungen 13' in dem andererr Getriebezahnrad 9 in Eingriff. 5

Wenn der Umschalthebel 25 in seine neutrale Position verschoben ist, ist der Vorsprung 26a gegen die Kraft der Feder 26 in Kontakt mit der Spitze des Vorsprungs 25d gebracht und der Vorsprung 7a des Schiebekeils 7 ist in dem hohlen Zwischenraum 12 angeordnet, ohne daß er sich in Eingriff mit einem der beiden Getriebezahnräder 8 und 9 befindet. Da jedoch der Vorsprung 25d in der Draufsicht im wesentlichen V-Form aufweist und dadurch ein Paar von Schrägen 25e und 25f bildet, welche sich in entgegengesetzte Richtungen von dessen Spitze aus erstrecken (Fig. 5 und 6) und da der Vorsprung 26a mittels der Feder 26 in Richtung auf den Umschalthebel 25 vorgespannt ist, verbleibtder Vorsprung 26a nicht auf der Spitze des Vorsprungs 25d, sondern bewirkt ein Gleiten einer der beiden Schrägen 25e oder 25f entlang des Vorsprungs 26a, so daß der Vorsprung 26a in eine der Ausnehmungen 25b oder 25c gelangt und somit den Umschalthebel 25 in einer seiner beiden vorgesehenen Umschaltpositionen hält.

Eine Vorwärtsverschiebung des Umschalthebels 25 bewirkt eine Vorwärtsbewegung des Schiebekeils 7 entlang der Keilnut 6 und einen Eingriff des Vorsprungs 7a mit einer der Ausnehmungen 13 in dem Getriebezahnrad 8 (wie in Fig. 4A dargestellt). Das führt zu dem Ergebnis, daß das Getriebezahnrad 8 in Betriebsverbindung mit der Getriebewelle 1 steht, während das andere Getriebezahnrad 9, mit welchem der Vorsprung 7a nicht in Eingriff ist, lediglich um die Getriebewelle 1 drehbar ist. Folglich wird eine Drehbewegung der Abtriebswelle 21 des Motors auf das Getriebezahnrad 8 und auf die Getriebewelle 1 über die Getriebezahnräder 22 und 19, die Vorgelegewelle 16 und das Antriebszahnrad 17 übertragen.

Wenn der Umschalthebel 25 daraufhin nach hinten verschoben wird, um den Schiebekeil 7 nach hinten zu verschieben, gelangt dessen Vorsprung 7a in Eingriff mit einer der Ausnehmungen 13' des Getriebezahnrads 9, wie in Fig. 4C dargestellt ist, so daß das Getriebezahnrad 9 in Betriebsverbindung mit der Getriebewelle 1 bringbar ist, während das andere Getriebezahnrad 8 sich lediglich um die Getriebewelle 1 dreht. Folglich wird eine Drehbewegung der Abtriebswelle 21 des Motors 20 auf das Getriebezahnrad 9 und auf die Getriebewelle 1 über die Zahnräder 22 und 19, die Vorgelegewelle 16 und das Antriebszahnrad 18 übertragen.

Während der Bewegung des Schiebekeils 7 von einer Position in die andere bewegt sich der Vorsprung 7a durch den hohlen Zwischenraum 12, wie in Fig. 4B dargestellt. Da der Vorsprung 7a während seiner Lage in dem Zwischenraum 12 vollständig außer Eingriff von beiden Getriebezahnrädern 8 und 9 ist, ist es möglich, die Drehgeschwindigkeit des Werkzeugs auch dann zu ändern, wenn sich der Antriebsmotor 20 dreht.

Während des oben beschriebenen Umschaltvorganges ist es möglich, daß der Vorsprung 7a an einen der Vorsprünge 14 zwischen den Ausnehmungen 13 oder 13' anstößt. Dies ist jedoch kein Problem, da der Vorsprung 26a der Feder 26 elastisch auf der Schräge 25e oder 25f des Umschalthebels 25 ruht und diesen dadurch in einer Richtung verschiebt, bis der Vorsprung 26a in Eingriff mit der Ausnehmung 25b oder 25c kommt, so daß der Vorsprung 7a in ordnungsgemäßer Weise mit einer der Ausnehmungen 13 oder 13' der Getriebezahnräder 8 oder 9 in Eingriff bringbar ist.

Die Erfindung weist im Hinblick auf die oben beschriebenen Merkmale eine Reihe von wesentlichen Vorteilen auf. Wenn der Schiebekeil 7 verschoben wird, bewegt sich der an einem Ende des Schiebekeils 7 vorgesehene Vorsprung 7a von

einem der Getriebezahnräder 8 und 9 durch den hohlen Zwischenraum 12, welcher zwischen diesen ausgebildet ist, in Richtung auf das andere Getriebezahnrad. Wenn sich der Vorsprung 7ä während einer derartigen Bewegung im Inneren des hohlen Zwischenraumes 12 befindet, ist er vollständig außer Eingriff von den beiden Getriebezahnrädern 8 und 9. Deshalb ist es möglich, die Getriebestufe bzw. die Drehgeschwindigkeit des Werkzeugträgers während einer Drehbewegung des Motors 20 in reibungsloser und gleichmäßiger Weise zu ändern. Es ist ausreichend, den Vorsprung 7a nur an einem Ende des Schiebekeils 7 vorzusehen und eines der Getriebezahnräder drehbar um den Teil des Schiebekeils 7 anzuordnen, welcher von der äußeren Umfangsflache der Getriebewelle 1 zurückversetzt ist. Deshalb ist es möglich, die axiale Länge des Schiebekeils 7 und damit die Länge der Keilnut 6 zu verkürzen. Dies führt zu einer Vereinfachung der Ausbildung des Untersetzungsgetriebes und zur Verringerung seiner Größe.

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Claims

Patentansprüche

1. Gangschaltung für einen motorgetriebenen Werkzeugträger mit einer Antriebswelle, die mit einer Keilnut versehen ist, einem Schiebekeil, welcher in der Keilnut angeordnet ist und einen Vorsprung aufweist und mit einem Paar von Getriebezahnrädern, welche drehbar auf der Getriebewelle gelagert sind und jeweils mit einem Antriebszahnrad in Eingriff sind, wobei der Schiebekeil verschiebbar in Eingriff und außer Eingriff mit einem der Getriebezahnräder bringbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Verschiebekeil (7) an einem Ende mit dem Vorsprung (7a) versehen ist, welcher von der Getriebewelle (1) hervorsteht, und an einem anderen Ende ein Schiebelager (7b)

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aufweist, daß der Schiebekeil (7) zwischen dem Vorsprung (7a) und dem Schiebelager (7b) einen Mittelteil (7c) aufweist, welcher von der Umfangsflache der Getriebewelle (1) zurückversetzt ist, daß die Getriebezahnräder (8, 9) auf der Getriebewelle (1) unter einer Druckkraft in gegenseitiger Anlagerung gehalten werden, wobei eines der Getriebezahnräder (9) zwischen dem Vorsprung (7a) und dem Schiebelager (7b) angeordnet ist, daß die Getriebezahnräder (8, 9) an ihren gegenseitigen Anlageflächen einen hohlen Zwischenraum (12) bilden, welcher sich von einem der Zahnräder zu dem anderen erstreckt und in welchem der Vorsprung (7a) des Schiebekeils (7) sich außer Eingriff von den Getriebezahnrädern (8, 9) befindet, daß der hohle Zwischenraum (12) eine axiale Ausdehnung aufweist, welche größer ist als die des Vorsprungs (7a), daß jedes der Getriebezahnräder (8, 9) an der Rückseite des hohlen Zwischenraums (12) jeweils mit mehreren Ausnehmungen (13, 13') versehen ist, mittels derer der Vorsprung (7a) verschiebbar in Eingriff mit jedem der Getriebezahnräder (8, 9) bringbar ist, und daß ein Umschaltmechanismus (23) in Verbindung mit dem Schiebelager (7b) steht, um wahlweise den Vorsprung (7a) in Eingriff mit den Getriebezahnrädern (8, 9) zu bringen.

2. Gangschaltung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Getriebezahnräder (8, 9) mit zylindrischen Abschnitten (8a, 9a) versehen sind, die einander zugewandt sind, und daß der hohle Zwischenraum (12) durch in den zylindrischen Abschnitten (8a, 9a) ausgebildete Ausnehmungen gebildet wird.

3. Gangschaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausnehmungen (13, 13') in gleicher Anzahl und in gleicher Dimensionierung vorgesehen sind.

4. Gangschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch

ORIGINAL INSPECTED

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!gekennzeichnet , daß der Umschaltmechanismus eine aufrecht angeordnete Führungsplatte (24) aufweist, deren unteres Ende sich in Eingriff mit dem Schiebelager (7b) befindet und deren oberes Ende mit einem Vorsprung (24a) versehen ist, sowie einen Umschalthebel (25), welcher zwischen einem Getriebegehäuse (2) des Werkzeugträgers und der Führungsplatte (24) angeordnet und entlang der Getriebewelle (1) verschiebbar ist, wobei der Umschalthebel (25) zum Teil durch eine Öffnung (2a) des Getriebegehäuses (2) hervorsteht und mit dem Vorsprung (24a) der Führungsplatte (24) verbunden ist, sowie eine Blattfeder (26), welche an dem Getriebegehäuse (2) gelagert ist und gegen eine Seitenwand (25a) des Umschalthebels (25) drückt.

5. Gangschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Seitenwand (25a) des Umschalthebels (25) zwei in Verschieberichtung des Hebels im Abstand zueinander angeordnete Ausnehmungen (25b, 25c) aufweist, welche beide im wesentlichen V-Form aufweisen und zwischen sich einen Vorsprung (25d) mit einer umgekehrten V-Form bilden, und daß die Feder (26) zur Aufbringung einer seitlichen Federkraft auf den Umschalthebel (25) an dem Getriebegehäuse (2) gelagert ist und im wesentlichen in ihrem mittleren Bereich gebogen ist, um einen Vorsprung (26a) zu bilden, welcher im wesentlichen eine zu den Ausnehmungen (25b, 25c) des Umschalthebels (25) komplementäre V-Form aufweist und mit den Ausnehmungen (25b, 25c) in Eingriff bringbar ist.