EP2334472B1 - Handwerkzeugmaschine mit einer schaltbaren mechanik - Google Patents

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EP2334472B1
EP2334472B1 EP09781731.6A EP09781731A EP2334472B1 EP 2334472 B1 EP2334472 B1 EP 2334472B1 EP 09781731 A EP09781731 A EP 09781731A EP 2334472 B1 EP2334472 B1 EP 2334472B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hand
power tool
held power
gear
tool according
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.)
Active
Application number
EP09781731.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2334472A1 (de
Inventor
Heiko Roehm
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
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2334472A1 publication Critical patent/EP2334472A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2334472B1 publication Critical patent/EP2334472B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose

Definitions

  • the invention relates to a hand tool with a switchable mechanism according to the preamble of claim 1.
  • a cordless screwdriver which has an electric drive motor, wherein a rotatably mounted in the housing tool holder for receiving a tool is driven by the drive motor via a multi-stage planetary gear.
  • Such cordless screwdrivers are usually equipped with a switchable planetary gear, which can be switched between a first gear stage with slow rotational speed and high torque and a second gear with higher rotational speed and lower torque. Switching takes place by means of a gear change switch, which can be manually adjusted in the form of a slide on the outside of the housing in the axial direction, thereby shifting a switching ring gear between two switching positions.
  • the switching ring gear acts on a gear of the planetary gear, which is coupled in a first switching position with the housing and in a second switching position with a planet carrier of the planetary gear.
  • spring elements may be provided which force the switching ring gear after the corresponding actuation of the gear change switch in the desired switching position, so that only after switching off the drive motor and restarting the Weghohlrad engages in the desired switching position.
  • the force of the spring elements must be matched to the force of another spring element with which the gear changeover switch is securely held in its respective switching positions to prevent accidental adjustment of the gear changeover switch.
  • the spring force acting on the gear change switch must not be too high in order to ensure ergonomic actuation of the gear changeover switch.
  • Out DE 197 54 165 A1 is an electric rotary tool with a torque-dependent switching planetary gear known, which has two switching stages. There are provided means for increasing displacement of the switching ring located in the second switching position with increasing output torque. A bistable spring arrangement holds the switching ring resiliently in its two opposite switching positions.
  • the invention is based on the object, a hand tool with a switchable between at least two operating positions mechanics with simple constructive measures so that under different operating conditions, especially under load, a change between the operating positions with reduced component load is reliable and ergonomic feasible ,
  • the hand tool according to the invention is equipped with a switchable mechanism which has at least two operating positions which are to be inserted via a control element.
  • the operating element is coupled via a coupling element with an adjustable switching element, which acts on at least one mechanical component of the switchable mechanism.
  • the coupling element which transmits the adjusting movement of the operating element mounted on the mechanism housing switching element is designed as a bistable coupling spring, in the two switching positions of the control element a stable position and in an intermediate position, the coupling spring in the Passage transfer between the switching positions, assumes an unstable position.
  • the coupling spring is a dual function, namely on the one hand, the motion transmission to the switching element and the other the application of force in the respective switching position, so that it can be dispensed with one or more additional spring elements, with which the switching device is subjected to force in the respective switching position. Overall, this component simplification and component reduction is achieved.
  • the coupling spring as a spring ring, which is preferably pivotally mounted about a transverse axis, which extends transversely to the engine longitudinal axis of the power tool.
  • the bistability is preferably achieved by biasing the spring ring or at least supported, whereby the spring ring in the two pivoted positions assumes a stable position, whereas in an intermediate position of the spring ring is unstable.
  • the unstable intermediate layer supports the achievement of the other switching position in which the spring ring resumes its stable position.
  • the bias of the spring ring is an easy to betechnikstelligende measure to keep the spring element stable in the respective switching position. This also provides a high level of security against accidental adjustment of the operating element during operation of the power tool in the other switching position for inserting a different operating position given.
  • the hand tool machine is equipped with a switchable, multi-stage gear mechanism, which has at least two gear ratios, which are to be inserted via a gear changeover switch as a control element.
  • the gear change switch is coupled via the coupling element with the adjustable switching element, which acts on at least one transmission component of the shiftable transmission.
  • the adjustable switching element is suitably designed as a switching ring gear, which is to be adjusted in the transmission housing axially between a housing-fixed locking position and a gear-side locking position, wherein in the housing-side locking position a gear ring locked on the housing side and fixed in the gearbox-side locking position Getriebehohlrad is coupled to a planet carrier of the planetary gear and rotates with this.
  • the pivotability of the spring ring is preferably realized in that on the spring ring pivot members are formed, which are supported in corresponding recesses in the housing of the power tool and define a transverse to the longitudinal axis of the power tool pivot axis.
  • These pivoting members are preferably designed as pivoting lugs on the radially inner side of the spring ring, wherein basically also a design on the radial outer side of the spring ring comes into consideration.
  • a reverse embodiment is possible, are arranged at the pivot projections on the housing and protrude into associated Schwenkaussure the spring ring, which are arranged either on the radially inner side or on the radial outer side of the spring ring.
  • the contact between the spring ring and the gear change is expediently via an externally projecting driver on Achieved spring ring, which is preferably axially from the gear change switch - parallel to the longitudinal axis of the power tool - to operate in both directions. Due to the pivotal mounting of the spring ring, the axial adjusting movement of the gear changeover is converted into a rotational or pivotal movement of the spring ring, which is coupled to the switching member, which is preferably mounted as well as the gear change switch axially in the gear housing and can perform an adjusting movement in the axial direction.
  • the connection between the spring ring and the switching member via fingers on the spring ring, which are preferably formed as one piece with the spring ring as well as the pivot members and the driver.
  • the embodiment as fingers, which extend in particular radially inward on the spring ring, offers the further advantage that a further spring effect is achieved via the fingers, which is effective between the spring ring and the switching element.
  • This spring effect can be used for a gear selection, especially in the event that a gear shift is performed during operation of the power tool, wherein the switching element or a transmission component, which is related to the switching element, not transferred due to speed differences in the desired engagement position can be.
  • the desired gear ratio can be preselected via the adjustment of the gear change switch, wherein due to the spring action of the fingers on the spring ring, the switching element is adjusted without component damage in the direction of the desired shift position, which is achieved only after a stop of the drive motor or the restart.
  • the fingers on the spring ring thus another spring effect is achieved without the need for another component is required.
  • the spring ring may be formed as a semicircle or as a full circle.
  • the pivot members are conveniently between the fingers, which make the connection to the switching member, and the driver, which is actuated by the gear change switch.
  • the fingers are preferably located on the free end faces of the semicircular spring ring and project radially inwards.
  • the pivot members diametrically opposite to the driver, wherein the fingers are arranged offset by 90 ° to the pivot members or the driver.
  • the axis of rotation is adjacent to the inside of the spring ring in the form of a tangent. Due to the bias of the fully circular spring ring takes in its two switching positions each an approximately conical shape.
  • the coupling spring is expediently designed as a metal part, in particular as a sheet metal part.
  • Hand tool 1 shown is designed as a cordless screwdriver or cordless drill and has a motor housing 2, which also forms the handle housing and on the underside of a battery pack 3 for powering the electric drive motor 4 is arranged interchangeably.
  • the drive motor 4 drives a arranged in a gear housing 5 planetary gear 6, which is coupled to a spindle, which is a carrier of a tool holder 7 for receiving a tool.
  • a switch 8 is provided in the motor housing, which is to be operated by the operator via a switch pawl or a switch lever 9.
  • the direction of rotation of the drive motor is set via a reversing switch 10.
  • the planetary gear 6 is executed at least one stage, but preferably two or more stages.
  • two different gear ratios can be adjusted via a switching device, wherein in a first gear, a lower speed with higher torque and in a second gear, a higher speed with less torque is transmitted from the drive motor to the spindle for receiving the tool.
  • the switching device for shifting between the gear stages comprises a gear change switch 11 designed as a shift slide on the outside of the transmission housing 5, a coupling spring 12 and a shift member 13 located within the transmission housing 5, via which a transmission part is to be adjusted between different shift positions.
  • the gear change switch 11 can be adjusted by the operator in the axial direction of the drive motor axially between the two switching positions.
  • the adjusting movement of the changeover switch 11 is transmitted via the pivotally mounted in the transmission housing 5 coupling spring 12, which is preferably designed as a spring ring, on the inside of the transmission housing axially adjustably mounted switching member 13 whose adjusting movement acts on the transmission part.
  • the relevant transmission part is designed in particular as Geretehohlrad, between a housing-fixed locking position and a rotationally fixed with a Planet carrier of the planetary gear coupled locking position is to adjust.
  • the switching member 13 and the Geretehohlrad can be designed as a common component.
  • a first embodiment of a coupling spring is shown.
  • the coupling spring 12 is formed as a semi-circular spring ring and is made of metal, in particular sheet metal.
  • a radially outwardly directed, angular driver 14 which is acted upon in the installed position of the gear change switch 11.
  • Adjacent to the free end faces of the spring ring radially inwardly pointing finger 16 are formed, which in the installed position, the switching member 13 (FIG. Fig. 1 ) actuate.
  • nose-shaped pivot members 15 are formed on the spring ring, via which the spring element is pivotally mounted in the gear housing of the power tool.
  • the two nose-shaped pivot members 15 on the radially inner side latch into associated recesses in the housing and define a pivot axis 17 about which the coupling spring 12 is to be pivoted.
  • the pivot axis 17 extends transversely to the longitudinal axis or motor axis, around which also the spindle and the tool holder rotate.
  • the driver 14, the pivot members 15 and the fingers 16 are each formed integrally with the coupling spring 12.
  • the fingers 16 protrude radially further inward than the pivot members 15, whereby the fingers 16 can develop an elastic effect in the axial direction of the power tool, so that the fingers 16 have the function of a spring element in the axial direction, with which the switching element 13 (FIG. Fig. 1 ) is acted upon elastically.
  • the fingers 16 are angularly offset with respect to the radially outwardly facing driver 15 by 90 °, the pivot members 15 on the inside of the spring ring are located approximately in the middle between driver 14 and fingers sixteenth
  • the coupling spring 12 In the installed position, the coupling spring 12 is biased, such that the coupling spring assumes a stable, non-planar position in each of the two switch positions. In the transition between the two switching positions, each representing end positions, the coupling spring 12 passes through an unstable position. After the unstable position is exceeded, the coupling spring jumps into the opposite end position or switching position, which is thus under spring tension.
  • a further embodiment of a coupling spring 12 is shown.
  • the coupling spring 12 is designed as a solid ring, wherein the radially outwardly projecting driver 14, the nose-shaped pivot members 15 which protrude radially inwardly, is arranged diametrically opposite one another.
  • the two fingers 16 also protrude radially inwards, they are arranged offset in angle to both the driver 14 and the two pivot members 15 by 90 °.
  • the two pivot members 15 which define the pivot axis 17 are directly adjacent to each other at a broken point of the spring ring.
  • the pivot axis 17 extends approximately tangentially to the inside of the spring ring. In the installed position, the coupling spring 12 is biased by the pivot members 15 are brought into coverage.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drilling And Boring (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Handwerkzeugmaschine mit einer schaltbaren Mechanik nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
    • Stand der Technik
  • Aus der DE 10 2004 058 809 A1 ist ein Akku-Schrauber bekannt, der einen elektrischen Antriebsmotor aufweist, wobei über ein mehrstufiges Planetengetriebe eine im Gehäuse drehbar gelagerte Werkzeugaufnahme zur Aufnahme eines Werkzeugs von dem Antriebsmotor angetrieben wird.
  • Derartige Akku-Schrauber sind meist mit einem schaltbaren Planetengetriebe ausgestattet, das zwischen einer ersten Gangstufe mit langsamer Umdrehungsgeschwindigkeit und hohem Drehmoment und einer zweiten Gangstufe mit höherer Umdrehungsgeschwindigkeit und geringerem Drehmoment geschaltet werden kann. Die Umschaltung erfolgt mithilfe eines Gangumschalters, der in Form eines Schiebers an der Außenseite des Gehäuses manuell in Achsrichtung zu verstellen ist und hierbei ein Schalthohlrad zwischen zwei Schaltpositionen verschiebt. Das Schalthohlrad wirkt auf ein Getrieberad des Planetengetriebes, das in einer ersten Schaltposition mit dem Gehäuse und in einer zweiten Schaltposition mit einem Planetenträger des Planetengetriebes gekoppelt ist.
  • Hierbei ist zu beachten, dass das Einrasten des Schalthohlrades beim Wechsel zwischen den Gangstufen insbesondere unter Last auf Grund von Drehzahlunterschieden erschwert sein kann. Aus diesem Grund können Federelemente vorgesehen sein, die das Schalthohlrad nach der entsprechenden Betätigung des Gangumschalters in die gewünschte Schaltposition kraftbeaufschlagen, so dass erst nach dem Abstellen des Antriebsmotors und Wiederanschalten das Schalthohlrad in die gewünschte Schaltposition einrastet. Die Kraft der Federelemente muss jedoch auf die Kraft eines weiteren Federelementes abgestimmt werden, mit dem der Gangumschalter in seinen jeweiligen Schaltpositionen sicher gehalten wird, um ein versehentliches Verstellen des Gangumschalters zu verhindern. Andererseits darf die den Gangumschalter beaufschlagende Federkraft auch nicht zu hoch sein, um ein ergonomisches Betätigen des Gangumschalters zu gewährleisten.
  • Aus DE 197 54 165 A1 ist ein elektrisches Drehwerkzeug mit einem drehmomentabhängig schaltenden Planetengetriebe bekannt, das zwei Schaltstufen besitzt. Es sind Mittel zur zunehmenden Verschiebung des sich in der zweiten Schaltstellung befindenden Schaltrings bei zunehmendem Abtriebsdrehmoment vorgesehen. Eine bistabile Federanordnung hält den Schaltring federnd in seinen beiden entgegengesetzten Schaltstellungen.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Handwerkzeugmaschine mit einer zwischen mindestens zwei Betriebspositionen schaltbaren Mechanik mit einfachen konstruktiven Maßnahmen so auszugestalten, dass unter verschiedenen Betriebsbedingungen, insbesondere auch unter Last, ein Wechsel zwischen den Betriebspositionen bei reduzierter Bauteilbelastung zuverlässig und in ergonomischer Weise durchführbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
  • Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine ist mit einer schaltbaren Mechanik ausgestattet, die mindestens zwei Betriebspositionen aufweist, die über ein Bedienelement einzulegen sind. Das Bedienelement ist über ein Koppelelement mit einem verstellbaren Schaltglied gekoppelt, welches mindestens ein Mechanikbauteil der schaltbaren Mechanik beaufschlagt.
  • Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das Koppelelement, welches die Stellbewegung des Bedienelements auf das im Mechanikgehäuse gelagerte Schaltglied überträgt, als bistabile Koppelfeder ausgeführt ist, die in den beiden Schaltpositionen des Bedienelements eine stabile Lage und in einer zwischenliegenden Position, die die Koppelfeder bei der Überführung zwischen den Schaltpositionen durchläuft, eine instabile Lage einnimmt.
  • Mit dieser Ausführung werden verschiedene Vorteile erzielt. Der Koppelfeder kommt eine Doppelfunktion zu, nämlich zum einen die Bewegungsübertragung auf das Schaltglied und zum andern die Kraftbeaufschlagung in die jeweilige Schaltposition, so dass auf ein oder mehrere zusätzliche Federelemente verzichtet werden kann, mit denen die Schaltvorrichtung in die jeweilige Schaltposition kraftbeaufschlagt wird. Insgesamt wird hierdurch eine Bauteilvereinfachung und Bauteilreduzierung erreicht.
  • Diese Vereinfachung wird mit einfachen Maßnahmen erzielt, insbesondere in der Ausführung der die Koppelfeder als Federring, welcher vorzugsweise um eine Querachse schwenkbar gelagert ist, die quer zur Motorlängsachse der Handwerkzeugmaschine verläuft. Die Bistabilität wird bevorzugt durch Vorspannen des Federringes erzielt oder zumindest unterstützt, wodurch der Federring in den beiden ausgeschwenkten Positionen eine stabile Lage einnimmt, wohingegen in einer zwischenliegenden Position der Federring instabil ist. Die instabile Zwischenlage unterstützt das Erreichen der jeweils anderen Schaltposition, in der der Federring wieder seine stabile Position einnimmt.
  • Die Vorspannung des Federrings stellt eine einfach zu bewerkstelligende Maßnahme dar, um das Federelement in der jeweiligen Schaltposition stabil zu halten. Hierdurch ist auch ein hohes Maß an Sicherheit gegen ein versehentliches Verstellen des Bedienelements während des Betriebs der Handwerkzeugmaschine in die jeweils andere Schaltposition zum Einlegen einer anderen Betriebsposition gegeben.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist die Handwerkzeugmaschine mit einem schaltbaren, mehrstufigen Getriebe als Mechanik ausgestattet, das mindestens zwei Gangstufen aufweist, die über einen Gangumschalter als Bedienelement einzulegen sind. Der Gangumschalter ist über das Koppelelement mit dem verstellbaren Schaltglied gekoppelt, welches mindestens ein Getriebebauteil des schaltbaren Getriebes beaufschlagt. Im Falle einer Ausführung des Getriebes als Planetengetriebe ist das verstellbare Schaltglied zweckmäßigerweise als Schalthohlrad ausgebildet, das im Getriebegehäuse axial zwischen einer gehäusefesten Rastposition und einer getriebeseitigen Rastposition zu verstellen ist, wobei in der gehäuseseitigen Rastposition ein Getriebehohlrad gehäuseseitig arretiert und in der getriebeseitigen Rastposition das Getriebehohlrad fest mit einem Planetenträger des Planetengetriebes gekoppelt ist und mit diesem umläuft.
  • Die Schwenkbarkeit des Federringes wird vorzugsweise dadurch realisiert, dass am Federring Schwenkglieder angeformt sind, die in entsprechenden Ausnehmungen im Gehäuse der Handwerkzeugmaschine abgestützt sind und eine quer zur Längsachse der Handwerkzeugmaschine verlaufende Schwenkachse definieren. Diese Schwenkglieder sind vorzugsweise als Schwenknasen auf der radialen Innenseite des Federringes ausgebildet, wobei grundsätzlich auch eine Ausführung an der radialen Außenseite des Federringes in Betracht kommt. Des weiteren ist auch eine umgekehrte Ausführung möglich, bei der Schwenkvorsprünge am Gehäuse angeordnet sind und in zugeordnete Schwenkausnahmen am Federring einragen, die entweder an der radialen Innenseite oder an der radialen Außenseite des Federringes angeordnet sind.
  • Der Kontakt zwischen dem Federring und dem Gangumschalter wird zweckmäßigerweise über einen außen überstehenden Mitnehmer am Federring erreicht, der vorzugsweise axial von dem Gangumschalter - parallel zur Längsachse der Handwerkzeugmaschine - in beide Richtungen zu betätigen ist. Auf Grund der schwenkbaren Lagerung des Federrings wird die axiale Stellbewegung des Gangumschalters in eine Dreh- bzw. Schwenkbewegung des Federringes umgesetzt, der mit dem Schaltglied gekoppelt ist, welches vorzugsweise ebenso wie der Gangumschalter axial im Getriebegehäuse gelagert ist und einen Stellbewegung in Achsrichtung ausführen kann.
  • Hierbei kann es zweckmäßig sein, die Verbindung zwischen dem Federring und dem Schaltglied über Finger am Federring auszuführen, die vorzugsweise ebenso wie die Schwenkglieder und der Mitnehmer einteilig mit dem Federring ausgebildet sind. Die Ausführung als Finger, die sich am Federring insbesondere radial nach innen erstrecken, bietet den weiteren Vorteil, dass über die Finger eine weitere Federwirkung erzielt wird, welche zwischen dem Federring und dem Schaltglied wirksam ist. Diese Federwirkung kann für eine Gangvorwahl benutzt werden, insbesondere für den Fall, dass während des laufenden Betriebs der Handwerkzeugmaschine eine Gangumschaltung durchgeführt wird, wobei das Schaltglied bzw. ein Getriebebauteil, welches mit dem Schaltglied zusammenhängt, auf Grund von Drehzahldifferenzen nicht in die gewünschte Eingriffsposition überführt werden kann. Dadurch kann über die Verstellung des Gangumschalters die gewünschte Gangstufe vorgewählt werden, wobei auf Grund der Federwirkung der Finger am Federring das Schaltglied ohne Bauteilbeschädigungen in Richtung der gewünschten Schaltposition verstellt wird, die jedoch erst nach einem Stopp des Antriebsmotors bzw. dem Wiederanschalten erreicht wird. Über die Finger am Federring wird somit eine weitere Federwirkung erzielt, ohne dass hierzu ein weiteres Bauelement erforderlich ist.
  • Der Federring kann als Halbkreis oder auch als Vollkreis ausgebildet sein. In der halbkreisförmigen Ausführung liegen die Schwenkglieder zweckmäßigerweise zwischen den Fingern, welche die Verbindung zum Schaltglied herstellen, und dem Mitnehmer, welcher von dem Gangumschalter betätigt wird. Die Finger befinden sich vorzugsweise an den freien Stirnseiten des halbkreisförmigen Federringes und ragen radial nach innen.
  • In der Ausführung als Vollkreis ist es dagegen zweckmäßig, die Schwenkglieder diametral gegenüberliegend zum Mitnehmer anzuordnen, wobei die Finger um 90° versetzt zu den Schwenkgliedern bzw. dem Mitnehmer angeordnet sind. In dieser Ausführung liegt die Drehachse benachbart zur Innenseite des Federringes in Form eines Tangente. Auf Grund der Vorspannung nimmt der vollkreisförmige Federring in seinen beiden Schaltpositionen jeweils eine annähernd konusförmige Gestalt ein.
  • Die Koppelfeder ist zweckmäßigerweise als ein Metallteil ausgeführt, insbesondere als Blechteil.
  • Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Handwerkzeugmaschine, die als Akku-Schrauber bzw. Akku-Bohrer ausgeführt ist und deren Getriebe zwischen einer ersten und einer zweiten Gangstufe verstellbar ist, wobei zum Schalten zwischen den Gangstufen ein außen liegender Gangumschalter vorgesehen ist, der über eine Koppelfeder mit einem Schaltglied zur Betätigung des Getriebes verbunden ist,
    Fig. 2
    die Koppelfeder in einer halbkreisförmigen Ausführung,
    Fig. 3
    die Koppelfeder als Vollkreis.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Handwerkzeugmaschine 1 ist als Akku-Schrauber bzw. Akku-Bohrer ausgeführt und weist ein Motorgehäuse 2 auf, das zugleich das Griffgehäuse bildet und an dessen Unterseite ein Akku-Pack 3 zur Stromversorgung des elektrischen Antriebsmotors 4 austauschbar angeordnet ist. Der Antriebsmotor 4 treibt ein in einem Getriebegehäuse 5 angeordnetes Planetengetriebe 6 an, das mit einer Spindel gekoppelt ist, welche Träger einer Werkzeugaufnahme 7 zur Aufnahme eines Werkzeuges ist. Zur Betätigung des Antriebsmotors 4 ist im Motorgehäuse ein Schalter 8 vorgesehen, der von der Bedienperson über eine Schalterklinke bzw. einen Schalterdrücker 9 zu betätigen ist. Die Drehrichtung des Antriebsmotors wird über einen Drehrichtungsumkehrschalter 10 eingestellt.
  • Das Planetengetriebe 6 ist mindestens einstufig, vorzugsweise aber zwei- oder mehrstufig ausgeführt. Im Planetengetriebe 6 können zwei verschiedene Gangstufen über eine Schaltvorrichtung eingestellt werden, wobei in einer ersten Gangstufe eine geringere Drehzahl mit höherem Drehmoment und in einer zweiten Gangstufe eine höhere Drehzahl mit geringerem Drehmoment vom Antriebsmotor auf die Spindel zur Aufnahme des Werkzeugs übertragen wird. Die Schaltvorrichtung zum Schalten zwischen den Gangstufen umfasst einen als Schaltschieber ausgeführten Gangumschalter 11 an der Außenseite des Getriebegehäuses 5, eine Koppelfeder 12 sowie ein innerhalb des Getriebegehäuses 5 liegendes Schaltglied 13, über das ein Getriebeteil zwischen verschiedenen Schaltpositionen zu verstellen ist. Der Gangumschalter 11 kann von der Bedienperson in Achsrichtung des Antriebsmotors axial zwischen den beiden Schaltpositionen verstellt werden. Die Stellbewegung des Gangumschalters 11 wird über die schwenkbar im Getriebegehäuse 5 gelagerte Koppelfeder 12, die vorzugsweise als ein Federring ausgebildet ist, auf das im Inneren des Getriebegehäuses axial verstellbar gelagerte Schaltglied 13 übertragen, dessen Stellbewegung auf das Getriebeteil wirkt. Das betreffende Getriebeteil ist insbesondere als Getriebehohlrad ausgeführt, das zwischen einer gehäusefesten Rastposition und einer drehfest mit einem Planetenträger des Planetengetriebes gekoppelten Rastposition zu verstellen ist. Das Schaltglied 13 und das Getriebehohlrad können als ein gemeinsames Bauteil ausgeführt sein.
  • In Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Koppelfeder dargestellt. Die Koppelfeder 12 ist als halbkreisförmiger Federring ausgebildet und besteht aus Metall, insbesondere aus Blech. Auf der radialen Außenseite befindet sich in der Mitte des Halbkreises ein radial nach außen gerichteter, eckiger Mitnehmer 14, der in der Einbauposition von dem Gangumschalter 11 beaufschlagt wird. Benachbart zu den freien Stirnseiten des Federrings sind radial nach innen weisende Finger 16 ausgebildet, die in der Einbaulage das Schaltglied 13 (Fig. 1) betätigen. Des Weiteren sind etwa mittig zwischen Mitnehmer 14 und den Fingern 16 radial nach innen weisende, nasenförmige Schwenkglieder 15 am Federring ausgebildet, über die das Federelement schwenkbar im Getriebegehäuse der Handwerkzeugmaschine gelagert ist. Die beiden nasenförmigen Schwenkglieder 15 an der radialen Innenseite rasten in zugeordnete Ausnehmungen im Gehäuse ein und definieren eine Schwenkachse 17, um die die Koppelfeder 12 zu verschwenken ist. Die Schwenkachse 17 verläuft quer zur Längs- bzw. Motorachse, um die auch die Spindel sowie die Werkzeugaufnahme umlaufen.
  • Der Mitnehmer 14, die Schwenkglieder 15 sowie die Finger 16 sind jeweils einstückig mit der Koppelfeder 12 ausgebildet. Die Finger 16 ragen radial weiter nach innen als die Schwenkglieder 15, wodurch die Finger 16 in Achsrichtung der Handwerkzeugmaschine eine elastische Wirkung entfalten können, so dass den Fingern 16 die Funktion eines Federelementes in Achsrichtung zukommt, mit denen das Schaltglied 13 (Fig. 1) federelastisch beaufschlagt wird. Die Finger 16 sind gegenüber dem radial nach außen weisenden Mitnehmer 15 etwa um 90° winkelversetzt, die Schwenkglieder 15 an der Innenseite des Federrings befinden sich etwa in der Mitte zwischen Mitnehmer 14 und Fingern 16.
  • In der Einbaulage wird die Koppelfeder 12 unter Vorspannung gesetzt, derart, dass die Koppelfeder in jeder der beiden Schalterpositionen eine stabile, nicht-ebene Lage einnimmt. Im Übergang zwischen den beiden Schaltpositionen, die jeweils Endpositionen darstellen, durchläuft die Koppelfeder 12 eine instabile Lage. Nachdem die instabile Lage überschritten ist, schnellt die Koppelfeder in die gegenüberliegende Endlage bzw. Schaltposition, die somit unter Federspannung steht.
  • In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel an einer Koppelfeder 12 gezeigt. Die Koppelfeder 12 ist als Vollring ausgeführt, wobei der radial nach außen ragende Mitnehmer 14 den nasenförmigen Schwenkgliedern 15, die radial nach innen ragen, diametral gegenüberliegend angeordnet ist. Die beiden Finger 16 ragen ebenfalls radial nach innen, sie sind sowohl gegenüber dem Mitnehmer 14 als auch den beiden Schwenkgliedern 15 um 90° winkelversetzt angeordnet. Die beiden Schwenkglieder 15, die die Schwenkachse 17 definieren, liegen direkt nebeneinander an einer durchbrochenen Stelle des Federringes. Die Schwenkachse 17 verläuft annähernd tangential zur Innenseite des Federringes. In der Einbaulage wird die Koppelfeder 12 unter Vorspannung gesetzt, indem die Schwenkglieder 15 in Überdeckung gebracht werden.

Claims (22)

  1. Handwerkzeugmaschine mit einer schaltbaren Mechanik, die mindestens zwei Betriebspositionen aufweist, die über ein zwischen zwei Schaltpositionen verstellbares Bedienelement (11) einzulegen sind, wobei das Bedienelement (11) über ein Koppelelement mit einem verstellbaren Schaltglied (13) gekoppelt ist, welches mindestens ein Mechanikbauteil der schaltbaren Mechanik (6) beaufschlagt, und bei einer Stellbewegung des Bedienelements (11) die Mechanik (6) zwischen der ersten und der zweiten Betriebsposition zu verstellen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelement als bistabile Koppelfeder (12) ausgebildet ist, die in den beiden Schaltpositionen des Bedienelements (11) eine stabile Lage und in einer zwischenliegenden Position zwischen den Schaltpositionen eine instabile Lage einnimmt.
  2. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelfeder (12) in der Einbaulage derart unter Vorspannung gesetzt ist, dass die Koppelfeder (12) in jeder der beiden Schalterpositionen eine stabile, nicht-ebene Lage einnimmt.
  3. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellbewegung des Bedienelements (11) über die schwenkbar in einem Getriebegehäuse (5) gelagerte Koppelfeder (12) auf das axial verstellbar gelagerte Schaltglied (13) übertragbar ist.
  4. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelfeder (12) als Federring ausgebildet ist.
  5. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (12) halbkreisförmig ausgebildet ist.
  6. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring(12) zumindest annähernd als Vollkreis ausgebildet ist.
  7. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (12) einen radial nach außen überstehenden Mitnehmer (14) aufweist, der in Kontakt mit dem Bedienelement (11) steht.
  8. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (12) mindestens einen radial nach innen ragenden Finger (16) aufweist, der in Kontakt mit dem Schaltglied (13) steht.
  9. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei diametral gegenüberliegende Finger (16) am Federring (12) angeordnet sind.
  10. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (14) und der Finger (16) um 90° zueinander winkelversetzt sind.
  11. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (12) um eine Querachse schwenkbar gelagert ist, die quer zur Längsachse der Handwerkzeugmaschine verläuft.
  12. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass am Federring (12) Schwenkglieder (15) angeformt sind, über die der Federring (12) schwenkbar am Gehäuse (2, 5) gelagert ist.
  13. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (2, 5) Schwenkvorsprünge angeordnet sind, über die der Federring (12) schwenkbar am Gehäuse (2, 5) gelagert ist.
  14. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (12) schwenkbar am Motorgehäuse (2) gelagert ist.
  15. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Federring (12) mit Vorspannung an dem Gehäuse (5) der Handwerkzeugmaschine (1) positioniert ist.
  16. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mechanik als Getriebe (6) ausgeführt ist.
  17. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als Planetengetriebe (6) ausgeführt ist.
  18. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (6) mindestens zwei Gangstufen aufweist, zwischen denen das Getriebe schaltbar ist, wobei eine Gangstufe des Getriebes (6) eine Betriebsposition darstellt.
  19. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement ein Gangumschalter (11) ist, über den die Gangstufen des Getriebes (6) einzulegen sind.
  20. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung zum Schalten zwischen den Gangstufen den Gangumschalter (11), die Koppelfeder (12) sowie das innerhalb des Getriebegehäuses (5) liegende Schaltglied (13) umfasst.
  21. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das verstellbare Schaltglied (13), welches von der Koppelfeder (12) beaufschlagt ist, ein Schalthohlrad ist, das in einer Schaltposition des Gangumschalters (11) drehfest mit einem Planetenträger des Planetengetriebes (6) gekoppelt ist.
  22. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelfeder (12) als Metallteil, insbesondere als Blechteil ausgeführt ist.
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