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DE4038226A1 - The hand-held power tool rotating - Google Patents

The hand-held power tool rotating

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Publication number
DE4038226A1
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Authority
DE
Grant status
Application
Patent type
Prior art keywords
gear
torque
planet
clutch
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19904038226
Other languages
German (de)
Inventor
Alfred Dipl Ing Hettich
Joachim Bruns
Klaus Kraemer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • B25B21/008Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose with automatic change-over from high speed-low torque mode to low speed-high torque mode
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/46Gearings having only two central gears, connected by orbital gears
    • F16H3/48Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears
    • F16H3/52Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears
    • F16H3/54Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears one of the central gears being internally toothed and the other externally toothed

Abstract

A hand-held rotary power tool, especially a rechargeable screwdriver, with an automatic torque-dependent two-speed drive has at least two planet gears (14. 15, 16) and a torque-dependent clutch (30) which short-circuits the first planet gear (14) below a predetermined torque so that the drive spindle (13) directly drives the second planet gear (15) and once more actuates the first planet gear (14) above that torque. The clutch (30) is actuated by an axial power derived from the reactive torque of the second planet gear (15) in such a way that it is engaged below the predetermined torque and disengaged above that torque and the annular gear (26) of the first planet gear is completely braked. In the engaged state the clutch (30) connects the annular gear (26) and the pinion cage (21) in the first gear (14).

Description

Stand der Technik State of the art

Die Erfindung geht aus von einem handgeführten Kraftdrehwerkzeug, insbesondere Akkuschrauber, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung. The invention relates to a hand-held power rotary tool, in particular screwdriver, of the type defined in the preamble of claim 1.

Bei einem bekannten Kraftwerkzeug dieser Art (EP 02 26 426 B1) mit einem drehmomentabhängig selbsttätig schaltenden Zweigang- Getriebe dreht im Schnellgang die Antriebswelle direkt über eine erste Kupplung die Abtriebswelle. In a known power tool of this type (EP 02 26 426 B1) with a torque-dependent automatically shifting two-speed gear rotates in overdrive, the drive shaft directly through a first clutch output shaft. Diese erste Kupplung ist als Überrastkupplung ausgebildet. This first clutch is designed as a detent coupling. Die über eine Schrägverzahnung miteinander in Dreheingriff stehenden beiden Kupplungsglieder werden von einer Kupplungsfeder in Axialrichtung aneinandergedrückt. The mutually rotatable engagement with a helical toothing two coupling members are pressed together by a clutch spring in the axial direction. Ein Kupplungsglied ist mit der Antriebswelle, das andere Kupplungsglied mit der Abtriebswelle jeweils drehfest verbunden. A coupling member is connected to the drive shaft, the other coupling member to the output shaft fixed for rotation. Auf der Antriebswelle ist weiterhin das Sonnenrad des Planetengetriebes drehfest gehalten. On the drive shaft, the sun gear of the planetary gear is also rotatably held. Die einerseits mit dem Sonnenrad und andererseits mit dem gehäusefesten Hohlrad kämmenden Planetenräder sind auf dem Planetenträger drehbar angeordnet, der mit einem hohlzylindrischen Fortsatz die erste Kupplung koaxial übergreift. The meshing on the one hand with the sun gear and the other with the housing-fixed ring gear planet wheels are arranged rotatably on the planet carrier, which overlaps with a hollow-cylindrical extension of the first clutch coaxial. Der Planetenträger läuft damit mit einer zur Drehzahl der Antriebswelle geringeren Drehzahl um. The planet carrier runs with it at a lower speed to the drive shaft rotational speed. Eine zweite Kupplung umschließt mit einer Kupplungshülse koaxial den hohlzylindrischen Fortsatz des Planetenträgers. A second clutch with a clutch sleeve coaxially encloses the hollow-cylindrical extension of the planet carrier. Diese Kupplungshülse trägt einerseits Ausnehmungen, in welche radial vorspringende Zahnsegmente am Kupplungshülsenfortsatz mit Spiel einzugreifen vermögen, und andererseits eine Innenverzahnung, die in eine korrespondierende Außenverzahnung an der Abtriebswelle axial eingeschoben werden kann. This clutch sleeve carries on the one hand recesses in which radially projecting tooth segments are able to engage with play on the clutch sleeve extension, and on the other hand, an internal toothing which can be inserted axially in a corresponding external toothing on the output shaft. In einem Hohlraum in jeder Achse der Planetenräder ist eine auf einen Verschiebestößel wirkende gespannte Verschiebefeder angeordnet. In a cavity in each axis of the planet wheels acting on a displacement plunger cocked shift spring is arranged. Bei ihrer Freigabe verschieben die Verschiebefedern die Kupplungshülse mittels der Verschiebestößel axial, so daß einerseits die Ausnehmungen und die Zahnsegmente und andererseits die beiden Verzahnungen in Eingriff miteinander kommen. When released, the slide springs move the coupling sleeve means of the displacement plunger axially so that firstly the recesses and the toothed segments and on the other hand, the two sets of teeth in engagement with each other.

Wird der Elektromotor eingeschaltet, so wird die Antriebswelle über ein Reduziergetriebe in eine Drehung mit vorbestimmter Drehzahl versetzt, die über die erste Kupplung auf die Abtriebswelle übertragen wird. When the electric motor is switched on, the drive shaft via a reduction in rotation is displaced at a predetermined speed which is transmitted via the first clutch to the output shaft. Über das Planetengetriebe wird der Planetenträger mit hohlzylindrischem Fortsatz mit reduzierter Drehzahl ständig angetrieben. the planet carrier is continuously driven by a hollow cylindrical extension at reduced speed via the planetary gear. Ab einem vorbestimmten Drehmoment an der Abtriebswelle bewegen sich infolge der Schrägverzahnung die beiden Kupplungsteile der ersten Kupplung gegen die Kraft der Kupplungsfeder voneinander weg. From a predetermined torque to the output shaft, the two coupling parts of the first clutch move due to the helical gearing against the force of the coupling spring away from each other. Dadurch werden die Verschiebefedern der zweiten Kupplung freigegeben, welche die Kupplungshülse axial soweit verschieben, daß die Zahnsegmente am Fortsatz des Planetenträgers in die Ausnehmungen der Kupplungshülse eindringen und die Innenverzahnung der Kupplungshülse mit der Außenverzahnung der Abtriebswelle in Eingriff kommt. Characterized the displacement springs of the second clutch are released, which as far as to move the coupling sleeve axially, that the toothed segments penetrate on the extension of the planet carrier in the recesses of the coupling sleeve and the internal teeth of the coupling sleeve engages with the external teeth of the output shaft. Im Endzustand ist die erste Kupplung gelöst, und die zweite Kupplung stellt eine Verbindung zwischen dem mit reduzierter Drehzahl umlaufenden Planetenträger und der Abtriebswelle her. In the final state, the first clutch is disengaged and the second clutch provides a connection between the rotating with reduced speed planetary carrier and the output shaft forth. Sinkt das Drehmoment ab, so setzt unter der Wirkung der Kupplungsfeder der ersten Kupplung der rückführende Vorgang ein, an dessen Ende die erste Kupplung wieder eingerückt und zweite Kupplung gelöst ist und die Abtriebswelle mit der größeren Drehzahl rotiert. Decreases from the torque, so is under the action of the clutch spring of the first clutch of the loop back operation, an indented at the end of the first clutch and second clutch is released again, and rotates the output shaft with the greater speed.

Vorteile der Erfindung Advantages of the Invention

Das erfindungsgemäße handgeführte Kraftdrehwerkzeug mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil des wesentlich einfacheren konstruktiven Aufbaus und den damit verbundenen Vorteil der geringen Herstellungskosten. The hand-held power rotary tool according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage of considerably simpler structural design and the associated advantage of low manufacturing cost. Die Planetengetriebe sind weitgehend identisch aufgebaut, so daß eine Mehrzahl gleicher Bauteile vorhanden ist. The planetary gears are substantially identically constructed, so that a plurality of identical components is present.

Der Umschaltvorgang bei Erreichen der Drehmomentschwelle erfolgt gleitend und ruckfrei und weist einen stabilen Schaltpunkt auf. The switching on reaching the threshold torque occurs smoothly and smoothly and has a stable switching point. Ein wechselndes Umschalten im Bereich des Schaltdrehmomentes wird sicher vermieden. A changing switch at the set torque is reliably avoided.

Ein verschleißarmer Betrieb wird durch Schmierstoffe an den Kontaktflächen erreicht. A low-wear operation is achieved by lubricants on the contact surfaces. Eine Abdeckung der Kupplung gegenüber den Getriebeteilen ist nicht erforderlich. A cover of the clutch with respect to the transmission components is not required.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Kraftdrehwerkzeugs möglich. By the provisions recited in the further claims, advantageous refinements and improvements of the features indicated in claim 1 power turning tool are possible.

Zeichnung drawing

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. The invention is explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing in the following description. Es zeigen: Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Akkuschraubers, ausschnittweise, Fig. 1 a longitudinal section of a cordless screwdriver, fragmentary,

Fig. 2 ausschnittweise eine Abwicklung der Ansicht II in Fig. 1. Fig. 2 a section of a processing of the view II in FIG. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels Description of the embodiment

Der in Fig. 1 im Längsschnitt ausschnittweise dargestellte Akkuschrauber mit einem selbsttätig, drehmomentabhängig schaltenden 2-Gang-Getriebe 10 als Beispiel eines handgeführten Kraftdrehwerkzeugs weist ein Getriebegehäuse 11 auf, an dem ein Elektromotor 12 derart angeflanscht ist, daß dessen die Antriebswelle 13 des Getriebes 10 bildende Motorwelle mit der Achse des Getriebegehäuses 11 fluchtet. The electric screwdriver partial shown in Fig. 1 in longitudinal section with an automatic torque-dependent switching two-speed gear 10 as an example of a hand-held power rotary tool includes a gear housing 11 to which an electric motor 12 is flange-mounted such that its drive shaft 13 of the transmission 10 forming the motor shaft with the axis of the gear housing 11 is aligned. Die Antriebswelle 13 treibt über insgesamt drei Planetengetriebe 14 , 15 , 16 eine mit der Antriebswelle 13 fluchtende Abtriebswelle 17 an, die einen Vielkant 18 zum Aufstecken eines Schraubwerkzeugs trägt. The drive shaft 13 drives a total of three planetary gears 14, 15, 16 to an aligned with the drive shaft 13 output shaft 17 which carries a polygonal socket 18 for attaching a screwing tool. Jedes Planetengetriebe 14-16 besteht in bekannter Weise aus einem Sonnenrad, einem mit drei Planetenrädern bestückten Planetenträger und einem zum Sonnenrad koaxialen Hohlrad, wobei die Planetenräder sich einerseits in der Außenverzahnung des Sonnenrades und andererseits in der Innenverzahnung des Hohlrades abwälzen. Each planetary gear 14-16 consists in known manner of a sun gear, a equipped with three planet gears planet carrier and a coaxial to the sun gear, the planet wheels roll off on the one hand in the external teeth of the sun gear and on the other hand, in the internal toothing of the ring gear. Das Sonnenrad 20 des ersten Planetengetriebes 14 ist unmittelbar an der Antriebswelle 13 ausgebildet. The sun gear 20 of the first planetary gear 14 is formed directly on the drive shaft. 13 Der Planetenträger 21 ist koaxial zum Sonnenrad 20 angeordnet und mittels eines Radiallagers 22 im Getriebegehäuse 11 drehbar gehalten. The planet carrier 21 is arranged coaxially with the sun gear 20 and rotatably supported by a radial bearing 22 in the gear housing. 11 Die Planetenradachsen 23 der insgesamt drei um gleiche Umfangswinkel versetzt angeordneten Planetenräder 24 sind in Aufnahmenuten 25 des Planetenträgers 21 eingelegt. The planetary gear shafts 23 of the three offset by equal circumferential angles arranged planetary gears 24 are installed in receiving grooves 25 of the planet carrier 21st Sämtliche Planetenräder 24 sind auf Nadelhülsen wälzgelagert. All planetary gears 24 are mounted on roller bearings on needle roller bearings. Das Hohlrad 26 stützt sich an seiner einen Stirnseite über ein Radiallager 27 auf einer hohlzylindrischen Verschiebemuffe 28 ab, die die Antriebswelle 13 koaxial umgibt. The ring gear 26 is supported at its one end side via a radial bearing 27 on a hollow cylindrical sliding sleeve 28 from which surrounds the drive shaft 13 coaxially. Der Verschiebeweg der Verschiebemuffe 28 wird von einem hohlzylindrischen Anschlagstutzen 29 begrenzt, der von der Stirnseite des Getriebegehäuses 11 mit diesem einstückig vorsteht und zugleich eine Führung für die Verschiebemuffe 28 bildet. The displacement of the sliding sleeve 28 is limited by a hollow cylindrical stop piece 29 which integrally protrudes from the end face of the transmission case 11 and with this at the same time forms a guide for the sliding sleeve 28th Zwischen Verschiebemuffe 28 und Stirnseite des Getriebegehäuses 11 stützt sich eine Kupplungsfeder 31 einer drehmomentabhängig aktivierbaren Kupplung 30 ab. Between sliding sleeve 28 and end face of the transmission case 11, a clutch spring 31 is supported on a torque-dependent coupling activatable 30th Die Kupplung 30 ist zwischen dem Hohlrad 26 und dem Planetenträger 21 angeordnet und ermöglicht ein drehmomentabhängiges selbsttätiges Umschalten des Akkuschraubers von einer höheren Gangzahl in eine niedrigere Gangzahl und umgekehrt. The clutch 30 is disposed between the ring gear 26 and the planet carrier 21 and allows a torque-dependent automatic changeover of the cordless screwdriver from a higher gear speed to a lower speed gear and vice versa.

Die Kupplung 30 ist als Kegelkupplung mit zwei zueinander koaxialen konusförmigen Kupplungsteilen 32 , 33 ausgebildet, die unter der Wirkung der Kupplungsfeder 31 längs ihrer Konusmantelflächen reibschlüssig aneinanderliegen. The coupling 30 is formed as a cone clutch with two mutually coaxial cone-shaped coupling parts 32, 33 which taper along their lateral surfaces rest against each other by friction under the action of the clutch spring 31st Der innere Kupplungsteil 32 sitzt dabei drehfest auf dem Planetenträger 21 , während der äußere Kupplungsteil 33 mit dem Hohlrad 26 drehfest verbunden ist. The clutch inner member 32 is seated rotationally fixed on the planet carrier 21, while the outer coupling part 33 is non-rotatably connected with the ring gear 26th Die Kupplungsfeder 31 schiebt dabei über die Verschiebemuffe 28 , das Radiallager 27 und das Hohlrad 26 den äußeren Kupplungsteil 33 auf den inneren Kupplungsteil 32 auf, so daß das Hohlrad 26 über die Kupplung 30 mit dem Planetenträger 21 drehfest verbunden ist. The clutch spring 31 pushes on the sliding sleeve 28, the radial bearing 27 and the ring gear 26 the outer clutch member 33 on the inner coupling part 32 so that the ring gear 26 is rotationally fixedly connected via the coupling 30 to the planet carrier 21st Das Hohlrad 26 läuft damit synchron mit der Antriebswelle 13 um, das erste Planetengetriebe 14 ist kurzgeschlossen, und die Antriebswelle 13 treibt den Planetenträger 21 unmittelbar an. The ring gear 26 thus runs synchronously with the drive shaft 13 to the first planetary gear 14 is short-circuited, and the drive shaft 13 drives the planet carrier 21 at immediately. Die eingerückte Kupplung 30 mit in Eingriff befindlichen Kupplungsteilen 32 , 33 ist in der linken Schnitthälfte der Fig. 1 dargestellt, während in der rechten Schnitthälfte der Fig. 1 die Kupplung 30 im ausgerückten Zustand wiedergegeben ist. The engaged clutch 30 to the engaged coupling parts 32, 33 is in the left half of the section of FIG. 1, while in the right half section of FIG. 1, the coupling 30 is shown in the disengaged state. In diesem ausgerückten Zustand der Kupplung 30 , der durch einen zur Kupplung 30 gehörenden Bremskonus 34 herbeigeführt wird, sind die beiden Kupplungsteile 32 , 33 voneinander getrennt und das Hohlrad 26 festgebremst. In this disengaged state of the clutch 30, which is brought about by a clutch 30 belonging to the brake cone 34, the two coupling parts 32, 33 separated from each other and the ring gear braked 26th Damit ist das erste Planetengetriebe 14 wirksam, und das Sonnenrad 20 treibt über die am Hohlrad 26 sich abwälzenden Planetenräder 24 den Planetenträger 21 mit gegenüber der Drehzahl des Sonnenrades 20 reduzierter Drehzahl an. Thus, the first planetary gear 14 is effective, and the sun gear 20 drives on the on the ring gear 26, planet gears 24 rolling on the planet carrier 21 with respect to the speed of the sun gear 20 at a reduced speed. Die Funktion des koaxial den äußeren Kupplungsteil 33 umgreifenden Bremskonus 34 wird später noch eingehend beschrieben. The function of the coaxial with the outer clutch member 33 surrounds the brake cone 34 will be described later in detail.

Das zweite Planetengetriebe 15 ist weitgehend identisch mit dem ersten Planetengetriebe 14 aufgebaut. The second planetary gear 15 is constructed substantially identical to the first planetary gear fourteenth Sein Sonnenrad 40 ist unmittelbar am Planetenträger 21 des ersten Planetengetriebes 14 ausgebildet. Its sun gear 40 is formed directly on the planet carrier 21 of the first planetary gear fourteenth Der Planetenträger 41 , dessen Drehachse mit der Drehachse des Planetenträgers 21 fluchtet, ist sowohl in axialer als auch in radialer Richtung fliegend gelagert, wodurch seine selbsttätige Zentrierung und der Ausgleich von Fertigungstoleranzen ermöglicht wird. The planet carrier 41, whose axis of rotation is aligned with the axis of rotation of the planet carrier 21 is mounted overhung in both the axial and radial directions, thereby increasing its automatic centering and the balance is made possible by manufacturing tolerances. Die Planetenradachsen 43 sind in Aufnahmenuten 45 des Planetenträgers 41 eingelegt. The planetary gear shafts 43 are inserted in the receiving grooves 45 of the planet carrier 41st Das Hohlrad 46 ist drehbar im Getriebegehäuse 11 gelagert und stützt sich stirnseitig über eine Gleitscheibe 47 an einem im Getriebegehäuse 11 gehaltenen Anlaufring 48 ab. The ring gear 46 is rotatably supported in the gear housing 11 and is supported frontally on a slide washer 47 at one held in the gear housing 11 thrust ring 48 from. Anstelle der Gleitscheibe 47 kann auch ein Axialkugellager verwendet werden. Instead of sliding disk 47, a thrust ball bearing can be used. Die Anpreßkraft des Hohlrades 46 an der Gleitscheibe 47 wird von einer Druckfeder 49 über den Bremskonus 34 aufgebracht, wobei sich die Druckfeder 49 auf der von dem Hohlrad 46 abgekehrten Stirnseite des Bremskonus 34 zwischen letzterem und dem Getriebegehäuse 11 abstützt. The pressing force of the ring gear 46 to the sliding disk 47 is applied by a compression spring 49 on the brake cone 34, wherein the compression spring 49 is supported on the side facing away from the ring gear 46 end side of the brake cone 34 between the latter and the transmission housing. 11

Das Sonnenrad 50 des dritten Planetengetriebes 16 ist in gleicher Weise an dem Planetenträger 41 des zweiten Planetengetriebes 15 ausgebildet, während das Hohlrad 56 am Getriebegehäuse 11 festgelegt ist. The sun gear 50 of the third planetary gear 16 is formed in the same manner on the planetary carrier 41 of the second planetary gear 15, while the ring gear 56 is fixed to the transmission casing. 11 Der mit seiner Achse mit den Achsen der beiden anderen Planetenträger 21 , 41 fluchtende Planetenträger 51 geht einstückig in die Abtriebswelle 17 über. The with its axis with the axes of the other two planet carriers 21, 41 aligned planet carrier 51 merges integrally in the output shaft 17th Die Planetenradachsen 53 sind in Aufnahmenuten 55 im Planetenträger 51 eingelegt. The planetary gear shafts 53 are inserted into grooves 55 in the planet carrier 51st Wie in den beiden anderen Planetengetrieben 14 und 15 schränkt auch hier eine entsprechende Gestaltung der umgebenden Gehäuseteile und zusätzliche Bauelemente, wie Sicherungsringe und Anlaufscheiben, die axiale Beweglichkeit der Planetenradachsen 53 ein. As in the other two planetary gear units 14 and 15, also here a corresponding design of the surrounding casing parts, and additional components, such as locking rings, thrust washers, the axial mobility of the planet gear 53 restricts. Die Abtriebswelle 17 und damit der Planetenträger 51 sind über ein Radiallager 52 am Gehäuse abgestützt, wobei das Radiallager 52 unterschiedlich ausgebildet sein kann, wie dies in Fig. 1 in der linken und rechten Schnitthälfte angedeutet ist. The output shaft 17 and thus the planet carrier 51 are supported via a radial bearing 52 on the housing, wherein the radial bearing can be designed differently 52, as is indicated in Fig. 1 in the left and right half of the section.

Der Bremskonus 34 der Kupplung 30 weitet sich zum freien Ende hin kegelstumpfförmig auf und umschließt mit geringem Abstand die äußere Mantelfläche des äußeren konusförmigen Kupplungsteils 33 . The brake cone 34 of the coupling 30 expands toward the free end a truncated cone and enclosing a small distance from the outer surface of the outer cone-shaped coupling part 33rd Der Bremskonus 34 ist am vorderen Ende einer Hülse 35 mit dieser einstückig ausgebildet, die teilweise das Hohlrad 46 des zweiten Planetengetriebes 15 übergreift. The brake cone 34 is formed of a sleeve 35 at the front end integrally therewith, which engages over part of the ring gear 46 of the second planetary gear 15 °. Das Hohlrad 46 trägt an dem von der Hülse 35 abgekehrten Ende einen damit einstückigen Ringflansch 42 , an dem mehrere, im Beispiel drei, um gleiche Drehwinkel in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Steuerkurven 36 ausgebildet sind. The ring gear 46 carries on the side facing away from the sleeve 35 end an annular flange 42 integral therewith on which a plurality of, three in the example, are offset by the same rotational angle in the circumferential direction arranged control cams are formed 36th Eine der Steuerkurven 36 ist in der Abwicklung der Fig. 2 zu sehen. One of the cams 36 is shown in the processing of FIG. 2. Sie setzt sich zusammen aus einer Steuermulde 37 , an der sich auf beiden Seiten jeweils eine Steuerrampe 38 und 39 anschließt. It is composed of a control recess 37, at which a respective control ramp 38 and 39 connecting on both sides. Die beiden Steuerrampen 38 , 39 verlaufen gegensinnig, wobei sie von der Steuermulde 37 aus in die eine oder andere Drehrichtung ansteigen. The two control ramps 38, 39 extend in opposite directions, wherein in one or the other direction of rotation they rise from the trough 37 from control. Ihr Anstiegswinkel ist kleiner als die Flankensteilheit der Steuermulde 37 . Their rising angle is smaller than the slope of the control well 37th In jede Steuermulde 37 greift ein an der Stirnseite der Hülse 35 axial vorspringender Steuerzapfen 19 ein. In each control recess 37, an axially projecting at the end face of the sleeve 35 control pin 19 engages. Beim Verdrehen des Hohlrades 46 in die eine oder andere Drehrichtung gleiten die Steuerzapfen 19 über die steilen Flanken der Steuermulden 37 je nach Drehrichtung auf die Steuerrampen 38 oder die Steuerrampen 39 , wobei die Hülse 35 mit Bremskonus 34 gegen die Kraft der Druckfeder 49 verschoben wird. During rotation of the ring gear 46 in one or the other rotational direction, the control pin 19 slide over the steep flanks of the control wells 37 depending on the rotational direction of the control ramps 38 or the control ramps 39, the sleeve 35 is displaced with the brake cone 34 against the force of the compression spring 49th Die für das Verschieben der Hülse 35 mit Bremskonus 34 erforderliche, der Druckfeder 49 entgegengerichtete Axialkraft wird aus dem Reaktionsmoment des Hohlrades 46 abgeleitet. The time required for the shifting of the sleeve 35 with the brake cone 34, the compression spring 49 opposing axial force is derived from the reaction torque of the ring gear 46th

Die Funktionsweise des Akkuschraubers ist wie folgt: The operation of the cordless screwdriver is as follows:
Im Ausgangszustand ist bei eingerückter Kupplung 30 das erste Planetengetriebe 14 kurzgeschlossen, und die Antriebswelle 13 treibt direkt das zweite Planetengetriebe 15 an. In the initial state, the first planetary gear 14 is short-circuited with the clutch 30 and the drive shaft 13 directly drives the second planetary gear 15 at. Übersteigt das Abtriebsmoment an der Abtriebswelle 17 einen bestimmten, vorgewählten Wert, so wird durch das Reaktionsmoment des Hohlrades 46 letzteres soweit gedreht, daß die Steuerzapfen 19 aus den Steuermulden 37 heraustreten und auf die Steuerrampen 38 oder 39 aufgleiten. The output torque to the output shaft 17 exceeds a certain preselected value, it is so far rotated by the reaction torque of the ring gear 46 the latter, that the control pins 19 emerge from the control wells 37 and slide onto the control ramps 38 or. 39 Dadurch wird die Hülse 35 mit Bremskonus 34 zunehmend gegen die Axialkraft der Druckfeder 49 verschoben. Thereby, the sleeve 35 is displaced with the brake cone 34 increasingly against the axial force of the compression spring 49th Der Bremskonus 34 schiebt sich dabei auf den äußeren Kupplungsteil 33 auf und verzögert diesen aufgrund der in den Berührungsflächen auftretenden Flächenpressung. The brake cone 34 pushes it to the outer clutch member 33 and delays this surface pressure due to the occurring in the contact surfaces. Die Flächenpressung zwischen dem äußeren Kupplungsteil 33 und dem inneren Kupplungsteil 32 hingegen sinkt zunehmend, da die Axialkraft des Bremskonus 34 über das äußere Kupplungsteil 33 auf das Hohlrad 26 einwirkt und dieses gegen die Axialkraft der Kupplungsfeder 31 verschiebt. The surface pressure between the outer clutch member 33 and the clutch inner member 32, however, decreases progressively as the axial force of the brake cone 34 acts on the clutch outer member 33 to the ring gear 26, and this against the axial force of the clutch spring 31 moves. Das Hohlrad 26 wird damit vom Planetenträger 21 abgekuppelt, bis zum Stillstand verzögert und axial soweit verschoben, bis die Verschiebemuffe 28 an dem Anschlagstutzen 29 zur Anlage kommt. The ring gear 26 is thus uncoupled from the planet carrier 21, decelerates to a standstill and axially displaced until the sliding sleeve 28 abuts the stop piece 29 to the plant. Bei festgebremstem Hohlrad 26 ist das erste Planetengetriebe 14 nunmehr wirksam, und ein langsamerer Gang mit niedrigerer Drehzahl der Abtriebswelle 17 ist eingeschaltet. With locked ring gear 26, the first planetary gear 14 is now effective, and a slower passage at a lower speed of the output shaft 17 is turned on.

Sobald das Abtriebsmoment an der Abtriebswelle 17 wieder unter den vorgewählten Drehmomentenwert abfällt, wird die von dem Reaktionsmoment des Hohlrades 46 abgeleitete Axialkraft kleiner als die Druckkraft der Druckfeder 49 . Once the output torque drops to the output shaft 17 again under the preselected torque value, derived from the reaction torque of the ring gear 46 axial force is smaller than the urging force of the compression spring 49th Letztere schiebt den Bremskonus 34 wieder zurück, bis die Steuerzapfen 19 in die Steuermulden 37 einfallen. The latter pushes the brake cone 34 back until the guide pin occur in the control wells 37 nineteenth Zugleich sorgt die Kupplungsfeder 31 für das Einrücken der Kupplung 30 , so daß das Hohlrad 26 wieder drehfest mit dem Planetenträger 21 gekuppelt und das erste Planetengetriebe 14 kurzgeschlossen ist. At the same time, the clutch spring 31 ensures the engagement of the clutch 30 so that the ring gear 26 rotationally fixed again is coupled to the planet carrier 21 and short-circuited, the first planetary gear fourteenth Wesentlich für die Auslegung der Schaltcharakteristik ist die Druckkraft der Kupplungsfeder 31 . Essential to the design of the switching characteristic is the pressure force of the clutch spring 31st Dieser Wert beeinflußt die Breite des Bereichs, in welchem der äußere Kupplungsteil 33 weder drehfest an dem inneren Kupplungsteil 32 noch drehfest an dem Bremskonus 34 anliegt, sondern zwischen beiden gleitet. This value affects the width of the area in which the outer clutch member 33 rotationally fixed neither to the inner clutch member 32 rotationally fixed yet rests against the brake cone 34, but slides between the two. Dieser Bereich sollte zweckmäßigerweise sehr klein gehalten werden, was erfordert, daß die Anpreßkraft der Kupplungsfeder 30 klein ist gegenüber der auf den Bremskonus 34 wirkenden Axialkraft aus dem Reaktionsmoment des Hohlrades 46 . This area should be expediently kept very small, which requires that the contact force of the clutch spring 30 is small compared to the forces acting on the brake cone 34 axial force from the reaction torque of the ring gear 46th Die Druckkraft der Kupplungsfeder 31 muß jedoch mindestens so groß sein, daß eine ausreichende Anpreßkraft zwischen den beiden Kupplungsteilen 32 , 33 der Kupplung 30 gewährleistet ist. However, the pressure force of the clutch spring 31 must be at least so large that a sufficient contact pressure between the two coupling parts 32, 33 of the coupling is ensured 30th

Durch Steigerung der auf den Bremskonus 34 gegen die Kraft der Druckfeder 49 wirkenden Axialkraft läßt sich der kritische Bereich, in dem der äußere Kupplungsteil 33 mit dem inneren Kupplungsteil 32 oder dem Bremskonus 34 gleitet, sehr stark einschränken. By increasing the brake cone 34 acting against the force of the compression spring 49, axial force, the critical area in which the clutch outer member 33 with the clutch inner member 32 or the brake cone 34 slides can restrict very strong. Eine solche Steigerung der Axialkraft erhält man bei einer Modifikation des beschriebenen Getriebes dadurch, daß die Steuerkurven 36 nicht an dem Hohlrad 46 des zweiten Planetengetriebes 15 sondern an dem Hohlrad 56 des dritten Planetengetriebes 16 angebracht werden und somit die Axialkraft zur Verschiebung des Bremskonus 34 aus dem Reaktionsmoment des Hohlrades 56 des dritten Planetengetriebes 16 abgeleitet wird. Such an increase of the axial force is obtained in a modification of the transmission described above in that the control cams 36 are not attached to the ring gear 46 of the second planetary gear 15 but at the ring gear 56 of the third planetary gear 16 and thus the axial force for displacing the brake cone 34 from the is derived reaction torque of the ring gear 56 of the third planetary gear sixteenth Bei einer hier gewählten Auslegung der Planetengetriebe 14-16 ist das Reaktionsmoment des Hohlrades 56 5,7mal größer als das Reaktionsmoment des Hohlrades 46 . At a selected here interpretation of the planetary gear 14-16 the reaction torque of the ring gear 56 is larger than 5,7mal the reaction torque of the ring gear 46th Unter Beibehaltung der Geometrie der Steuerkurven 36 (Steigungswinkel der Steuerrampen 38 , 39 und Krümmungsradius der Steuermulden 37 ) steigt die Axialkraft um denselben Faktor. While maintaining the geometry of the cams 36 (lead angle of the control ramps 38, 39 and radius of curvature of the control wells 37), the axial force increases by the same factor. Die Druckkraft der Druckfeder 49 ist entsprechend zu erhöhen. The force of the compression spring 49 must be increased accordingly. Durch diese Maßnahme wird der kritische Bereich des Schaltdrehmomentes von ursprünglich 1,5 Nm auf 0,26 Nm eingeschränkt. By this measure, the critical area of ​​the switching torque of 1.5 Nm is limited initially to 0.26 Nm.

Claims (10)

1. Handgeführtes Kraftdrehwerkzeug, insbesondere Akkuschrauber, mit einem Gehäuse, mit einer von einem Elektromotor getriebenen Antriebswelle, mit einer Abtriebswelle und mit einem An- und Abtriebswelle miteinander koppelnden Getriebe mit drehmomentabhängig schaltbarem Übersetzungsverhältnis, das ein Planetengetriebe, dessen Sonnenrad drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist, und eine drehmomentabhängig aktivierbare Kupplung aufweist, welche die Abtriebswelle unterhalb eines vorgegebenen Drehmomentwertes direkt und oberhalb dieses Drehmomentwertes über das Planetengetriebe jeweils auf die Antriebswelle aufschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Abtriebswelle ( 17 ) und dem Planetengetriebe ( 14 ) mindestens ein weiteres Planetengetriebe ( 15 , 16 ) angeordnet ist, dessen Sonnenrad ( 40 , 50 ) mit dem Planetenträger ( 21 , 41 ) des in der Getriebekette vorhergehenden Planetengetriebes ( 14 , 15 ) und dessen Planetenträger ( 51 ) mit der Abtriebswelle ( 17 ) jeweils 1. The hand-held power rotary tool, in particular screwdriver, with a housing, with a driven by an electric motor drive shaft to a driven shaft and with a driving and driven shaft coupling to each other transmission with torque-dependent switchable gear ratio connected a planetary gear, whose sun wheel rotationally fixed to the drive shaft and having a function of torque activated clutch which aufschaltet the output shaft below a predetermined torque value and above directly this torque value via the planetary gear in each case on the drive shaft, characterized in that between the driven shaft (17) and the planetary gear (14) at least one further planetary gear (15 , 16) is arranged, the sun gear (40, 50) with the planet carrier (21, 41) of the (in the transmission chain preceding the planetary gear 14, 15) and the planet carrier (51) with the output shaft (17) respectively drehfest verbunden ist, daß das Hohlrad ( 46 ) eines der weiteren Planetengetriebe ( 15 ) im Gehäuse ( 11 ) begrenzt schwenkbar gehalten ist und eine in Drehrichtung verlaufende Steuerkurve ( 36 ) trägt, die bei Drehung des Hohlrades ( 46 ) einen axialen Steuerhub erzeugt, daß das Hohlrad ( 26 ) des ersten Planetengetriebes ( 14 ) drehbar im Gehäuse ( 11 ) gelagert ist und daß die Kupplung ( 30 ) ein mit dem Planetenträger ( 21 ) des ersten Planetengetriebes ( 14 ) und ein mit dem Hohlrad ( 26 ) des ersten Planetengetriebes ( 14 ) jeweils drehfest verbundenes Kupplungsteil ( 32 , 33 ) aufweist und durch den Steuerhub derart betätigt ist, daß unterhalb des vorgegebenen Drehmomentwertes die Kupplungsteile ( 32 , 33 ) miteinander in Eingriff stehen und oberhalb des Drehmomentwertes die Kupplungsteile ( 32 , 33 ) getrennt sind und das Hohlrad ( 26 ) am Gehäuse ( 11 ) festgelegt ist. is rotationally fixedly connected, that the ring gear (46) of the further planetary gear (15) in the housing (11) is limited pivotally supported and extending in the direction of rotation control cam (36) which generates an axial control stroke upon rotation of the ring gear (46) that the ring gear (26) of the first planetary gear (14) rotatably in the housing (11) is mounted and that the coupling (30) with the planet carrier (21) of the first planetary gear (14) and a to the ring gear (26) of the first planetary gear (14) each rotatably connected coupling part (32, 33) and is actuated by the control stroke such that are below the predetermined torque value, the coupling parts (32, 33) engaged with each other and above the torque value, the coupling parts (32, 33) separated are, and the ring gear (26) on the housing (11) is fixed.
2. Drehwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad ( 26 ) des ersten Planetengetriebes ( 14 ) axial verschieblich ausgebildet ist und daß die koaxial angeordneten konusförmigen Kupplungsteile ( 32 , 33 ) der als Kegelkupplung ausgebildeten Kupplung ( 30 ) unter der Wirkung einer auf das Hohlrad ( 26 ) in Axialrichtung wirkenden Kupplungsfeder ( 31 ) längs ihrer Konusmantelflächen kraftschlüssig aneinanderliegen. 2. The rotary tool of claim 1, characterized in that the ring gear (26) of the first planetary gear (14) is arranged axially displaceably and in that the coaxially arranged cone-shaped coupling parts (32, 33) of the constructed as a cone clutch coupling (30) under the action of a to the ring gear (26) acting in the axial direction of the clutch spring (31) abut each other along their conical generated surfaces frictionally.
3. Drehwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung ( 30 ) einen zu den beiden Kupplungsteilen ( 32 , 33 ) koaxialen, mit dem am Hohlrad ( 26 ) sitzenden Kupplungsteil ( 33 ) zusammenwirkenden, axial verschieblichen Bremskonus ( 34 ) aufweist, der mit mindestens einem in Achsrichtung sich erstreckenden Steuerzapfen ( 19 ) unter der Wirkung einer Rückstellfeder ( 49 ) an der Steuerkurve ( 36 ) anliegt und dessen von dem Steuerhub der Steuerkurve ( 36 ) bewirkter Verschiebeweg so bemessen ist, daß er nach kraftschlüssigem Aufschieben auf den zugeordneten Kupplungsteil ( 33 ) die Kupplungsteile ( 32 , 33 ) gegen die Kraft der Kupplungsfeder ( 31 ) voneinander trennt. Includes 3. The rotary tool of claim 2, characterized in that the coupling (30) cooperating one of the two coupling parts (32, 33) coaxial with, seated with the ring gear (26) coupling portion (33), axially movable brake cone (34), with at least one axially extending control pin (19) under the action of a return spring (49) on the control cam (36) abuts and thereof, of the control stroke of the control cam (36) is dimensioned bewirkter displacement so as to in frictional sliding onto associated coupling part (33), the coupling parts (32, 33) against the force of the clutch spring (31) from each other.
4. Drehwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurve ( 36 ) mindestens eine Steuermulde ( 37 ) mit mindestens einer von dieser abgehenden, in Drehrichtung des Hohlrades ( 46 ) verlaufenden, in Achsrichtung des Hohlrades ( 46 ) ansteigenden Steuerrampe ( 38 , 39 ) aufweist, und daß der mindestens eine Steuerzapfen ( 19 ) unterhalb des vorgegebenen Drehmomentwertes in die Steuermulde ( 37 ) hineingreift. 4. Turning tool according to claim 3, characterized in that the control cam (36) at least one control recess (37) extending with at least one of these outgoing, in the direction of rotation of the ring gear (46) in the axial direction of the hollow wheel rising (46) control ramp (38, 39), and in that the at least one control pin (19) engages into below the predetermined torque value in the control recess (37).
5. Drehwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in die mindestens eine Steuerrampe ( 38 , 39 ) übergehende Flanke der Steuermulde ( 37 ) eine größere Steilheit aufweist als die mindestens eine Steuerrampe ( 38 , 39 ). 5. Rotary tool as claimed in claim 4, characterized in that the transitioning into the at least one control ramp (38, 39) edge of the control recess (37) has a greater slope than the at least one control ramp (38, 39).
6. Drehwerkzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß für inverse Drehrichtungen des Hohlrades ( 46 ) zwei gegensinnig verlaufende Steuerrampen ( 38 , 39 ) von der mindestens einen Steuermulde ( 37 ) abgehen. 6. Turning tool according to claim 4 or 5, characterized in that for inverse rotation of the ring gear (46) has two oppositely directed control ramps (38, 39) of the at least one control recess (37) depart.
7. Drehwerkzeug nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß das schwenkbar gehaltene Hohlrad ( 46 ) des weiteren Planetengetriebes ( 15 ) sich auf der von der Steuerkurve ( 36 ) abgekehrten Stirnseite an einer gehäusefesten Gleitscheibe ( 47 ) oder an einem gehäusefesten Axiallager unter der Wirkung der über Bremskonus ( 34 ), Steuerzapfen ( 19 ) und Steuerkurve ( 36 ) auf das Hohlrad ( 46 ) wirkenden Rückstellfeder ( 49 ) abstützt. 7. The rotary tool of any of claims 3-6, characterized in that the ring gear pivotally supported (46) of the further planetary gear (15) fixed to the housing located remote to that of the control cam (36) end face against a housing-fixed slide plate (47) or on a thrust under the effect of on the brake cone (34), control pin (19) and control cam (36) to the ring gear (46) acting restoring spring (49) is supported.
8. Drehwerkzeug nach einem der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Planetenträger ( 21 ) verbundene konusförmige Kupplungsteil ( 32 ) und der Bremskonus ( 34 ) aus Einsatzstahl mit gehärteten und geschliffenen Mantelflächen hergestellt sind und der zwischen beiden liegende, mit dem Hohlrad ( 26 ) verbundene konusförmige Kupplungsteil ( 33 ) aus Sinterbronze gefertigt ist. 8. The rotary tool of any of claims 3-7, characterized in that connected to the planet carrier (21) connected to the cone-shaped coupling part (32) and the brake cone (34) made of hardened steel, tempered and ground generated surfaces are made and lying between the two, with connected to the ring gear (26) cone-shaped coupling part (33) is made of sintered bronze.
9. Drehwerkzeug nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Planetenträger ( 21 ) des ersten Planetengetriebes ( 14 ) über ein Radiallager ( 27 ) an dem Gehäuse ( 11 ) abstützt. 9. The rotary tool of any of claims 1-8, characterized in that the planet carrier (21) of the first planetary gear (14) via a radial bearing (27) on the housing (11) is supported.
10. Drehwerkzeug nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad ( 26 ) des ersten Planetengetriebes ( 14 ) sich an seiner vom Kupplungsteil ( 33 ) abgekehrten Stirnseite über ein Radiallager ( 22 ) an einer im Gehäuse ( 11 ) axial verschieblichen Muffe ( 28 ) abstützt und daß die in Achsrichtung wirkende Kupplungsfeder ( 31 ) sich zwischen der Muffe ( 28 ) und dem Gehäuse ( 11 ) abstützt. 10. The rotary tool of any of claims 1-9, characterized in that the ring gear (26) of the first planetary gear (14) facing away at its from the coupling part (33) end face by a radial bearing (22) in the housing (11) axially supported displaceable sleeve (28) and that the force acting in the axial direction of the clutch spring (31) extends between the sleeve (28) and the housing (11).
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