DE3904085A1 - Elektrowerkzeug mit einem mehrstufigen getriebe und mit einer im stillstand betaetigbaren einrichtung zum umschalten des getriebes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektrowerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Durch die DE-PS 32 34 571 ist ein mit einem Planetengetriebe ausgerüsteter Akku-Schrauber bekannt, bei dem im Schiebeschalter Federn untergebracht sind, die bei einer Zahn auf Zahn Position der miteinander in Eingriff zu bringenden Getrieberäder und be­ reits in der gewünschen Schaltlage befindlichem Schiebeschalter unter Vorspannung stehen. Bei der nächsten Relativbewegung der beiden Zahnräder erfolgt dann der Zahneingriff.

Eine derartige Umschalteinrichtung benötigt verhältnismäßig viel Platz, umfaßt eine große Anzahl Einzelteile und erfordert hohe Präzision.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Umschalten eines mehrstufigen Getriebes von einem in einen an­ deren Getriebegang zu schaffen, die ein Geringstmaß an Kon­ struktions- und Montageaufwand erforderlich macht und stets eine zuverlässige Getriebeumschaltung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen charakterisiert.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung, die zwei Ausführungsbeispiele schematisch veranschaulicht, erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Getriebeteil eines Akkuschraubers,

Fig. 2 eine Ansicht entlang des Schnittes A-A durch Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht des mit dem Schaltschieber ver­ einigten federelastischen Umschaltbügels,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Umschaltbügel,

Fig. 5 eine Ansicht des Umschaltbügels gemäß Fig. 4 in Richtung A,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch den Getriebeteil einer handgeführten Bohrmaschine.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, treibt das Ankerritzel 10 eines batteriegespeisten oder auch an Netzspannung liegenden Motors 11 ein mit einer Innenverzahnung 12 versehenes Hohlrad 13 an. Das Hohlrad 13 besitzt zwei nabenförmige Ansätze, die jeweils eine Außenverzahnung 14, 15 aufweisen. Die Außenverzahnung 14 ver­ körpert dabei das Sonnenrad für drei Planetenräder 16, deren Träger 17 (Achszapfen) in Bohrungen einen als Sonnenrad für die nächste Getriebestufe dienenden Zahnrads 18 eingreifen. Mit der auf einer Nabe des Zahnrads 18 angebrachten Außenverzahnung 19 kämmen drei Planetenräder 20, deren Träger 21 (Achszapfen) in Bohrungen eines Stegs 22 eingreifen, der mit der Abtriebs­ welle 23 in Keilverbindung steht. Das Außenrad für die Planeten­ räder 21 ist dabei durch eine Innenverzahnung 24 einer hohl­ zylindrischen Buchse 25 verkörpert, die unter der Wirkung einer Schraubenfeder 26 für die Drehmomenteinstellung steht. Die Schraubenfeder 26 wirkt dabei auf eine Druckscheibe 27 ein, die einige Kugeln 28 in korrespondierende Aussparungen 29 in der Stirnfläche der Buchse 25 hineinpreßt. Die Buchse 25 weist einen Bodenansatz 25′ auf, an dessen Innenseite ein Flansch 30 anliegt, der mit wenigstens einer Gewindebohrung 31 versehen ist und zwischen der Stirnfläche des Sonnenradstegs 22 und der Stirnfläche des Gehäusehalses 32 angeordnet ist. In die Gewinde­ bohrungen 31 des Flansches 30 sind beipielsweise zwei um 180° zueinander versetzte Stellschrauben 33 eingeschraubt, mittels deren die Buchse 25 in ihrer Lage gehalten bzw. axial in Grenzen verschiebbar ist. Bei zu hohem Widerstandsmoment über­ ratscht die Buchse 25 die unter Federspannung stehenden Kugeln 28 unter Zusammendrücken der Schraubenfeder 26 in bekannter Weise. Das Drehmoment ist dabei mit Hilfe eines Stellrings 34 einstellbar, der durch den Schaltring 35 betätigbar ist.

An der Innenwandung des Getriebegehäuses 36 ist eine Innenver­ zahnung 37 angebracht, mit der ein Außenzahnkranz 38′ eines axial auf der Getriebe- bzw. Abtriebswelle 23 verschiebbar ange­ ordneten Zahnrads 38 zusammenwirkt. Das beispielsweise aus Kunst­ stoff bestehende Zahnrad 38 besitzt des weiteren eine Innenver­ zahnung 38′′, die mit der Außenverzahnung 15 des Hohlrads 13 der ersten Getriebestufe zusammenwirkt. Das Zahnrad 38 weist eine Umfangsnut 39 auf, in welche die abgebogenen Enden 40′, 40′′ des aus einem federnde Eigenschaften aufweisenden Material be­ stehenden Umschaltbügels 40 eingreift. Es hat sich als zweck­ mäßig erwiesen, als Material für den Umschaltbügel 40 einen geeigneten Federstrahldraht zu verwenden.

Der Umschaltbügel 40 ist beim Ausführungsbeispiel als Halb­ rundbügel ausgebildet und in seinem Scheitelbereich angenähert rechwinklig nach vorne ab- und so ausgebogen, daß, wie die Fig. 2 bis 4 zeigen, eine Öse 41 entsteht. Diese Öse ist mit dem Schaltschieber 42 lösbar oder fest vereinigt, letzteres beispielsweise durch Einspritzen beim Herstellen des Schalt­ schiebers. Die beiden abgebogenen Bügelenden 40′ und 40′′ sind durch Bohrungen 43 in den Seitenwandungen des Getriebegehäuses hindurch in die Umfangsnut 39 des Zahnrads 38 eingeführt (siehe hierzu Fig. 2). Um eine Vorspannung des Umschaltbügels 40 bzw. des Schaltschiebers 38 zu erzielen, sind, wie Fig. 1 zeigt, die Schenkel des Umschaltbügels 40 in der Ruheposition bezogen auf die Ebene des Schaltschiebers 38 leicht ausgebogen.

Bei der in Fig. 1 in der oberen Hälfte dargestellten Position des Schaltschiebers 42 und des durch diesen betätigbaren, axial verschiebbaren Zahnrads 38 befindet sich dessen Außenzahn­ kranz 38′ im Eingriff mit dem gehäusefesten Innenzahnkranz 37. Dadurch ist das Zahnrad 38 in seiner Lage fixiert, so daß die Planetenräder 16 umlaufen und deren Achszapfen 17 das Sonnenrad 18 der zweiten Planetengetriebestufe in Drehung versetzen. Das Sonnenrad 18 treibt wiederum die Planetenräder 20 an, die mit der Innenverzahnung 23 der Zylinderbuchse 25 im Eingriff stehen und den Steg 22 in Drehung versetzen, der mit der Abtriebswelle 23 drehfest verbunden ist. Das heißt, sämtliche Stufen des Ge­ triebes sind zugeschaltet und die Abtriebswelle 23 rotiert mit der entsprechend dem gewählten Übersetzungsverhältnis geringen Drehzahl.

Beim Umschalten des Getriebes auf die andere Stufe durch ent­ sprechende Betätigung des Schaltschiebers 42 bewegen sich der Schaltschieber 42, der Umschaltbügel 40 und das Zahnrad 38 in die im unteren Teil der Fig. 1 festgehaltene Position. Da hier der Außenzahnkranz 38′ des Zahnrads 38 mit der gehäusefesten Innen­ verzahnung 37 nicht mehr in Eingriff steht, läuft die aus dem verzahnten Hohlrad 13, dem Zahnrad 38, den Planetenrädern 16 und dem Sonnenrad 18 bestehende Getriebeeinheit mit der Drehzahl des Hohlrads 13 um. Daher wirkt als weitere Untersetzungsstufe lediglich noch die aus den Planetenrädern 20 in Verbindung mit dem Sonnenrad 18 (Verzahnung 19) bestehende Getriebestufe.

Trifft beim Umschaltvorgang Zahn auf Zahn, so wird das zu ver­ schiebende Zahnrad 38 zurückgehalten, während der Schaltschieber 42 in die gewünschte Lage gebracht wird und in dieser einrastet. Der als Feder wirkende Umschaltbügel 40 ist damit relativ stark vorgespannt und bewirkt ein sofortiges Ineinandergreifen der Zahnräder in der folgenden Zahn-Zahnlücke-Position.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist auf der Abtriebsspindel 43 einer Schlagbohrmaschine ein Schaltrad 44 unverdrehbar und axial verschiebbar angeordnet. Das Schaltbild 44 ist mit abge­ federten Kupplungsbolzen 45 versehen, denen korrespondierende Bohrungen 46 im Abtriebszahnrad 47 der ersten Getriebestufe (Schnellgang) und korrespondierende Bohrungen 48 im Abtriebszahn­ rad 49 der zweiten Getriebestufe (Langsamgang) zugeordnet sind.

Das Schaltrad 44 läßt sich mittels des in seine Umfangsnut 39′ eingreifenden Feder-Umschaltbügels 40, der mit dem Schaltschie­ ber 42 vereinigt ist, bei Betätigung des letzteren axial zum einen oder anderen Abtriebszahnrad 47, 49 hin verschieben. Sofern der Bolzen 45 nicht unmittelbar in die Bohrungen 46 bzw. 48 drehbar auf der Abtriebswelle 43 angeordneten Abtriebszahnräder 47, 49 eingreifen, sondern auf der jeweiligen Zahnradebene auf­ liegen, vollzieht sich der Kupplungsvorgang aufgrund des unter Federvorspannung stehenden Schaltrads 44 bei der nächsten hin­ reichenden Relativbewegung zwischen dem betreffenden Zahnrad 47 bzw. 49 und dem Schaltrad 44.

Claims (11)

1. Elektrowerkzeug mit einem mehrstufigen Getriebe und mit einer Einrichtung zum Umschalten des Getriebes im Stillstand von einer Getriebestufe auf eine andere, die einen federbeauf­ schlagten, in zwei Schaltpositionen bringbaren Schalt­ schieber und einen von diesem betätigbaren, auf ein axial verschiebbares Schaltrad einwirkenden Umschaltbügel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschaltbügel (40) zugleich das auf den Schaltschieber (42) einwirkende Feder­ elemente verkörpert.

2. Elektrowerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltschieber (42) unter Federvorspannung steht.

3. Elektrowerkzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Umschaltbügel (40) als Halbrundbügel mit nach innen abgebogenen Bügelenden (40′, 40′′) ausgebildet ist und in seinem Scheitelbereich eine wenigstens angenähert rechtwinklig zur Bügelebene ausgebogene Öse (41) aufweist.

4. Elektrowerkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Umschaltbügel (40) aus Federstahldraht be­ steht.

5. Elektrowerkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die nach innen abgebogenen Enden (40′, 40′′) des Umschaltbügels (40) in eine Umfangsnut (39, 39′) des Schalt­ rads (38, 44) eingreifen.

6. Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschaltbügel (40) in den Schaltschieber (42) eingespritzt ist.

7. Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrad (38) mit einer Innenverzahnung (38′′) und einer Außenverzahnung (38′) ver­ sehen ist, wobei die Innenverzahnung (38′′) mit Planeten­ rädern (16) der ersten Stufe eines Planetengetriebes zu­ sammenwirkt und in der einen Schaltposition des Schalt­ rads (38) im Eingriff mit der Außenverzahnung (15) eines Hohlrads (13) steht, das mit einer Innenverzahnung (12) versehen ist, mit der das Antriebsritzel (10) der Anker­ welle des Antriebsmotors kämmt, und wobei die Außen­ verzahnung (38′) in der anderen Schaltposition des Schalt­ rads (38) in Eingriff gelangt mit einer gehäusefesten Innenverzahnung (37).

8. Elektrowerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Stufe des Planetengetriebes wenigstens eine weitere Planetengetriebestufe nachgeordnet ist, deren vom Sonnenrad (18) der vorhergehenden Getriebestufe ange­ triebene Planetenräder (20) eine Innenverzahnung (24) einer unter Federwirkung stehenden hohlzylindrischen Buchse (25) korrespondierend zugeordnet ist.

9. Elektrowerkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schaltrad (38) eine Umfangsnut (39) auf­ weist, in welche die abgebogenen Schenkel (40′, 40′′) des Um­ schaltbügels (40) eingreifen.

10. Elektrowerkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Getriebe als zweistufiges Stirnradgetriebe ausgebildet ist und das Schaltrad (44) als unverdrehbar auf der Arbeitsspindel (43) angeordnetes und axial verschiebbares Kupplungselement ausgebildet ist.

11. Elektrowerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrad (44) mit abgefederten Kupplungsbolzen (45) versehen ist, die mittels des Schaltschiebers (42) wahlweise mit korrespondierenden Bohrungen (46, 48) im An­ triebszahnrad (47, 49) der ersten oder zweiten Getriebe­ stufe in Eingriff bringbar sind.