DE3904085C2 - - Google Patents
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- B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
- B25F5/001—Gearings, speed selectors, clutches or the like specially adapted for rotary tools
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.
Bei einem durch die DE-OS 35 25 208 bekannten Untersetzungsgetriebe
in Form eines mehrstufigen Planetengetriebes mit einer Drehzahlwechselvorrichtung
für einen motorgetriebenen Bohrer ist durch Verschieben
eines Gleithebels längs der Getriebeachse ein zylindrisches
Hohlrad wahlweise zu einer Planetenradhalteplatte oder zur Stirnfläche
des Getriebegehäuses bewegbar. Der Gleithebel weist dabei
ein Betätigungsteil auf, das gleitend in eine in der Mitte der
Außenwand des zylindrischen Hohlrads ausgebildeten Ringnut eingreift.
Wenn der Gleithebel zur Ausgangswelle bewegt wird, wird
der Eingriff zwischen dem zylindrischen Hohlrad und dem Getriebegehäuse
gelöst und das Hohlrad statt dessen mit der Planetenradhalteplatte
in Eingriff gebracht.
Ein federbeaufschlagter Umschaltbügel ist bei dieser Vorrichtung
nicht vorhanden.
In der DE-OS 25 11 469 ist ein Kraftwerkzeug
(Handbohrmaschine) dargestellt und beschrieben, das ein mit
einem Wählglied in jeder Stellung schaltbares Zweigang-Getriebe aufweist.
Zum Einleiten der Schaltbewegung ist ein erster Schaltteil
und zum Ausführen der Schaltbewegung ein zweiter Schaltteil
vorgesehen. Beide Schaltteile sind auf einer gemeinsamen Führung
bewegbar angeordnet, und zwischen der Getriebequerwand der Handbohrmaschine
und dem ersten Schaltteil ist eine erste Feder eingespannt.
Eine zweite Feder ist zwischen dem Getriebegehäuse und
dem zweiten Schaltteil vorgesehen. Die erste Feder ist stärker
als die zweite Feder, und beide Schaltteile sind durch die Federn
gegeneinanderdrückbar, wobei der erste Schaltteil unter dem
Druck des Wählglieds gegen die Kraft der ersten Feder bewegbar
ist.
Diese Vorrichtung arbeitet nach dem Prinzip einer dominierenden
Schraubenfeder in Verbindung mit einem Exzenter.
Durch die DE-OS 35 26 150 ist eine Gangschaltung für einen motorgetriebenen
Werkzeugträger mit einer Antriebswelle bekannt, die
mit einer Keilnut versehen ist, in welcher ein Schiebekeil angeordnet
ist. Der Schiebekeil ist dabei mittels eines Umschaltmechanismus
verschiebbar in und außer Eingriff mit einem von
zwei drehbar auf der Getriebewelle gelagerten Getriebezahnrädern
bringbar. Der Umschaltmechanismus weist einen Umschalthebel auf,
der mit zwei nebeneinanderliegenden v-förmigen Ausnehmungen
versehen ist. Mit diesen Ausnehmungen bzw. deren Schrägflächen
wirkt eine in ihrer Mitte v-förmig ausgebogene Feder zusammen,
die eine seitliche Federkraft auf den Umschalthebel ausüben kann,
so daß ein Vorsprung des Schiebekeils stets in ordnungsgemäßer
Weise mit einer der korrespondierenden Ausnehmungen der Getrieberäder
in Eingriff gelangt.
Bei dieser nach dem Schiebekeilprinzip arbeitenden Umschalteinrichtung
dient die dem Umschalthebel zugeordnete Feder dazu,
das Eingreifen des Schiebekeilvorsprungs in die Ausnehmungen der
Getrieberäder zu gewährleisten.
Bei einer durch das DE-GM 69 38 401 bekannten Vorrichtung zur
Arretierung eines Schaltschiebers für die mechanische Schaltung
eines Zahnradgetriebes in mindestens zwei Schaltstellungen wirkt
auf den Schaltschieber eine Arretierfeder ein, die in den betriebsmäßigen
Schaltstellungen des Schaltschiebers in Vertiefungen
des Schaltschiebers einrastet.
Hier geht es darum, den Schaltschieber in seiner Lage zu fixieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum
Umschalten eines mehrstufigen Getriebes von einem in einen anderen
Getriebegang zu schaffen, die ein Geringstmaß an Konstruktions-
und Montageaufwand erforderlich macht und stets eine
zuverlässige Getriebeumschaltung gewährleistet.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen im kennzeichnenden
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 beispielsweise zwei um 180°
zueinander versetzte Stellschrauben 33 eingeschraubt, mittels
derer 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
rechtwinklig 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 24 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 Schaltrad 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 die Bolzen 45 nicht unmittelbar in die Bohrungen 46 bzw.
48 der 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 (10)
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
element verkörpert.
2. Elektrowerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
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.
3. Elektrowerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Umschaltbügel (40) aus Federstahldraht be
steht.
4. Elektrowerkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 3, 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.
5. Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Umschaltbügel (40) in den
Schaltschieber (42) eingespritzt ist.
6. 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).
7. Elektrowerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der ersten Stufe des Planetengetriebes wenigstens
eine weitere Planetengetriebestufe nachgeordnet ist, deren
vom Sonnenrad (18) der vorhergehenden Getriebestufe ange
triebenen Planetenräder (20) eine Innenverzahnung (24)
einer unter Federwirkung stehenden hohlzylindrischen Buchse
(25) korrespondierend zugeordnet ist.
8. Elektrowerkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Schaltrad (38) eine Umfangsnut (39) auf
weist, in welche die abgebogenen Schenkel (40′, 40′′) des Um
schaltbügels (40) eingreifen.
9. Elektrowerkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 4, 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.
10. Elektrowerkzeug nach Anspruch 9, 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.
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Owner name: ATLAS COPCO ELEKTROWERKZEUGE GMBH, 7057 WINNENDEN, |
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Owner name: A & M ELECTRIC TOOLS GMBH, 71364 WINNENDEN, DE |
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