EP2628571A1

EP2628571A1 - Handwerkzeugmaschine

Info

Publication number: EP2628571A1
Application number: EP13155022.0A
Authority: EP
Inventors: Franz Mössnang; Manfred Ludwig; Markus Hartmann; Ralf Greitmann
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2013-02-13
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2033-02-13
Also published as: BR102013003396A2; AR089952A1; CN103252759A; ES2614235T3; US9597788B2; JP6141040B2; RU2013106399A; JP2013166238A; RU2633669C2; US20140054056A1; DE102012202278A1; EP2628571B1; CN103252759B; IN2013CH00402A

Abstract

Eine Handwerkzeugmaschine (1) hat eine schaltbare Getriebekomponente (32, 36), welche durch einen Wahlschalter (20) betätigbar ist. Die Getriebekomponente (32, 36) ist längs einer ersten Richtung (38) aus einer ersten Betriebsstellung (23) in eine zweiten Betriebsstellung (25) überführbar. Der Wahlschalter (20) hat eine der ersten Betriebsstellung (23) der Getriebekomponente (32, 36) zugeordnete erste Schaltstellung (24) und eine der zweiten Betriebsstellung (25) der Getriebekomponente zugeordnete zweite Schaltstellung (26). Der Wahlschalter (20) kann zwischen der ersten Schaltstellung (24) und der zweiten Schaltstellung (26) bewegt werden, wobei Zwischenstellungen (27) eingenommen werden. Eine federnde Mitnahmekopplung (62) ist derart zwischen den Wahlschalter (20) und die Getriebekomponente (32, 36) gekoppelt, dass bei einem Bewegen des Wahlschalters (20) aus der ersten Schaltstellung (24) in die zweiten Schaltstellung (26) eine Feder (64) der Mitnahmekopplung (62) die Getriebekomponente (32, 36) in die erste Richtung (38) kraftbeaufschlagt. Ein Sperrriegel (72) ist zwangsgeführt an den Wahlschalter (20) gekoppelt. Der Sperrriegel (72) ist bei den Zwischenstellungen (27) des Wahlschalters (20) in eine hemmende Riegelstellung (27) versetzt, in welchen der Sperrriegel (72) ein Versetzen der Getriebekomponente (32, 36) aus der ersten Betriebsstellung (23) in die zweite Betriebsstellung (25) hemmt. Ist der Wahlschalter (20) in der zweiten Schaltstellung (26) befindet sich der Sperrriegel (72) in einer freigebenden Riegelstellung (24).

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine handgehaltene Werkzeugmaschine, die verschiedene Betriebsmodi ermöglicht. Die unterschiedlichen Betriebsmodi umfassen zwei oder mehr der folgenden Beispiele: einen rein meißelnden Betrieb, einen hammerbohrenden Betrieb, einen rein drehend/bohrenden Betrieb, zwei unterschiedliche Drehzahlen etc.. Ein Anwender kann die Betriebsmodi mittels eines Wahlschalters anwählen. Der Wahlschalter steht in Wechselwirkung mit einem Getriebe und trennt und öffnet mechanisch entsprechende Antriebsstränge.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Handwerkzeugmaschine hat eine schaltbare Getriebekomponente, welche durch einen Wahlschalter betätigbar ist. Die Getriebekomponente ist längs einer ersten Richtung aus einer ersten Betriebsstellung in eine zweite Betriebsstellung überführbar und in eine zweite Richtung, typischerweise entgegengesetzt zu der ersten Richtung, wieder in die erste Betriebsstellung rückführbar. Der Wahlschalter hat eine der ersten Betriebsstellung der Getriebekomponente zugeordnete erste Schaltstellung und eine der zweiten Betriebsstellung der Getriebekomponente zugeordnete zweite Schaltstellung. Der Wahlschalter kann zwischen der ersten Schaltstellung und der zweiten Schaltstellung bewegt werden, wobei Zwischenstellungen eingenommen werden. Die Zwischenstellungen sind keiner Betriebsstellung der Getriebekomponente zugeordnet. Eine federnde Mitnahmekopplung ist derart zwischen den Wahlschalter und die Getriebekomponente gekoppelt, dass bei einem Bewegen des Wahlschalters aus der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung eine Feder der Mitnahmekopplung die Getriebekomponente in die erste Richtung kraftbeaufschlagt. Die federnde Mitnahmekopplung kann auch bei einem Bewegen des Wahlschalters aus der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung die Getriebekomponente in die zweite Richtung mit der gleichen oder anderen Feder kraftbeaufschlagen. Ein Sperrriegel ist zwangsgeführt an den Wahlschalter gekoppelt. Der Sperrriegel ist bei den Zwischenstellungen des Wahlschalters in eine hemmende Riegelstellung versetzt, in welchen der Sperrriegel ein Versetzen der Getriebekomponente aus der ersten Betriebsstellung in die zweite Betriebsstellung hemmt. Ferner kann der Sperrriegel bei den Zwischenstellungen auch ein Versetzen der Getriebekomponente aus der zweiten Betriebsstellung in die erste Betriebsstellung hemmen. Ist der Wahlschalter in der ersten Schaltstellung bzw. der zweiten Schaltstellung befindet sich der Sperrriegel in einer freigebenden Riegelstellung, in welcher der Sperrriegel ein Versetzen der Getriebekomponente nicht hemmt.
Die Mitnahmekopplung und ihre interne Feder werden von dem Anwender durch Betätigen des Wahlschalters gespannt. Die Federspannung wird allerdings erst freigegeben, wenn der Wahlschalter eine der Schaltstellungen erreicht. In der Schaltstellung entspannt sich die Feder vollständig oder zumindest teilweise indem die Getriebekomponente verschoben wird. Falls der Anwender jedoch den Wahlschalter in einer Zwischenstellung stehen lässt, blockiert der Sperrriegel und die Getriebekomponente bleibt in ihrer vorhergehenden Betriebsstellung. Der Anwender wird intuitiv erkennen, dass der Wahlschalter noch nicht ausreichend weit, d.h. bis zu einer nächsten Schaltstellung, bewegt ist. Die Feder kann so stark ausgelegt werden, dass die Rückwirkung der Feder den Wahlschalter in seine vorhergehende Schaltstellung zurückdrückt, wenn der Anwender den Wahlschalter loslässt.
Der Wahlschalter rastet vorzugsweise in den Schaltstellungen ein und hat keine rastenden Zwischenstellungen. Ein Rastkörper kann an einem Gehäuse der Handwerkzeugmaschine vorgesehen sein. Der Rastkörper verrastet in der ersten Schaltstellung und in der zweiten Schaltstellung mit dem Wahlschalter und in keiner der Zwischenstellungen. Der Wahlschalter hat beispielsweise in seiner Außenfläche zwei längs der Bewegungsrichtung des Wahlschalters versetzt angeordnete Vertiefungen, in die die Klinke eingreift. Zwischen den Vertiefungen ist die Außenfläche glatt. Der Rastkörper ist beispielsweise durch eine Blattfeder mit einer Nase realisiert. Gleichermaßen können die Klinke an dem Wahlschalter und die Vertiefungen an dem Gehäuse vorgesehen sein.
Der Wahlschalter kann in einer Richtung schräg oder senkrecht zu der ersten Richtung, d.h. der Bewegungsrichtung der Getriebekomponente, um die erste und zweite Schaltstellung zu erreichen bewegbar sein. Der Sperrriegel kann ebenfalls schräg oder senkrecht zu der ersten Richtung zwischen hemmenden Stellungen und den freigebenden Stellungen beweglich sein. In einer bevorzugten Ausführung ist der Wahlschalter um eine Achse drehbar. Der Sperrriegel ist exzentrisch zu der Achse an dem Wahlschalter befestigt. Der Wahlschalter dreht den Sperrriegel mit um die Achse.
Gemäß einer Ausgestaltung hat die Getriebekomponente einen Sperrzapfen, an dessen in die erste Richtung weisenden Seite, vorzugsweise auch an dessen abgewandten Seite, der Sperrriegel in den hemmenden Riegelstellungen anliegen kann. In den freigebenden Riegelstellungen ist der Sperrriegel in eine Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Getriebekomponente gegenüber dem Zapfen vollständig versetzt, d.h. ohne Überlapp in einer Projektion auf eine Ebene senkrecht zu der Bewegungsrichtung. Der Sperrzapfen wird bei einem Wechsel von der ersten Betriebsstellung in die zweite Betriebsstellung längs einer ersten Bahnkurve geführt. Der Sperrriegel wird bei einem Wechsel von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung längs einer zweiten Bahnkurve geführt. Die erste Bahnkurve und die zweite Bahnkurve kreuzen einander. Hierdurch ergeben sich die hemmenden Riegelstellungen bei den Zwischenstellungen des Wahlschalters.
In den einen hemmenden Riegelstellungen liegt der Zapfen in der ersten Richtung an dem Sperrriegel an und ist durch die Feder in die erste Richtung kraftbeaufschlagt. Diese hemmenden Riegelstellungen ergeben sich, wenn die Getriebekomponente sich noch in der ersten Betriebsstellung befindet. In den anderen Riegelstellungen liegt der Zapfen entgegen der ersten Richtung an dem Sperrriegel an und ist durch die Feder entgegen der ersten Richtung kraftbeaufschlagt. Diese anderen Riegelstellungen ergeben sich, wenn die Getriebekomponente sich noch in der zweiten Betriebsstellung befindet.
Bei dem drehenden Sperrriegel ist dieser in einem festen ersten Abstand zu der Achse. Der drehende Sperrriegel ist vorzugsweise drehfest mit dem Wahlschalter verbunden. Gemäß einer Ausgestaltung hat die Getriebekomponente einen vorstehenden Sperrzapfen, der in der ersten Betriebsstellung einen zweiten Abstand zu der Achse und in der zweiten Betriebsstellung einen dritten Abstand zu der Achse einnimmt. Der erste Abstand des Sperrriegels zu der Achse ist geringer als der zweite Abstand und größer als der dritte Abstand. Der Sperrriegel kann vorzugsweise auf beiden gegenüberliegenden Seiten des Sperrzapfens zum Anliegen kommen. Eine Sperre in beide Richtungen durch den einen Sperrzapfen und den Sperrriegel ist möglich. Ferner ist eine Bewegung des Wahlschalters unbehindert durch den Sperrzapfen und den Sperrriegel.
Der drehende Sperrriegel hat eine entgegen der ersten Richtung weisende erste Anschlagfläche, die in dem ersten Abstand zu der Achse ist. Der Zapfen hat einer in die erste Richtung weisenden zweiten Anschlagfläche, wobei die zweite Anschlagfläche in der ersten Betriebsstellung in einem zweiten Abstand zu der Achse und in der zweiten Betriebsstellung in einem dritten Abstand zu der Achse ist. Die Anordnung und die Abmessung des Zapfens sind so konstruiert, dass der zweite Abstand kleiner oder gleich dem ersten Abstand und der dritte Abstand größer als der erste Abstand sind. Zapfen und Sperrriegel können symmetrisch für die der ersten Bewegungsrichtung gegenläufige Bewegungsrichtung ausgelegt sein. Der Sperrriegel hat hierzu eine in die erste Richtung weisende dritte Anschlagfläche, die in einem vierten Abstand zu der Achse ist. Der Zapfen hat entsprechend eine entgegen der ersten Richtung weisende vierte Anschlagfläche. Die vierte Anschlagfläche ist in der ersten Betriebsstellung in einem fünften Abstand zu der Achse und in der zweiten Betriebsstellung in einem sechsten Abstand zu der Achse ist. Anordnung und Abmessungen des Zapfens und des Riegels sind derart, dass der fünfte Abstand größer oder gleich dem vierten Abstand und der sechste Abstand kleiner als der vierte Abstand sind.
Die Abmessungen können in einer bevorzugten Ausgestaltung wie folgt gewählt sein. Die erste Anschlagfläche und die der ersten Anschlagfläche abgewandte dritte Anschlagfläche des Sperrriegels sind in einem siebten Abstand, der siebte Abstand entspricht der Breite des Zapfens. Ein achter Abstand ist als der Abstand zwischen der zweiten Anschlagfläche in der zweiten Betriebsstellung und der zweiten Anschlagfläche abgewandten vierten Anschlagfläche des Sperrriegels in der ersten Betriebsstellung definiert. Der achte Abstand entspricht der Summe aus der Breite des Sperrriegels und dem Verschiebeweg der Getriebekomponente. Der achte Abstand ist größer als die Breite des Sperrriegels. Hierdurch ist gewährleistet, dass in den Betriebsstellungen die federnde Mitnahmekopplung den Zapfen aus dem Schwenkbereich des Sperrriegels verschiebt. Die Bedienung des mit dem Sperrriegel starr verbundenen Wahlschalters wird durch den Zapfen in keiner Stellung behindert.
Bei einer Ausgestaltung hat die Mitnahmekopplung einen um die Achse drehbaren Drehteller. Die Feder ist an einem Ende mit dem Wahlschalter und an einem anderen Ende mit dem Drehteller fest verbunden. Ein exzentrischer Finger an dem Drehteller greift in eine schräg oder senkrecht zu der ersten Achse verlaufende Kulisse an der Getriebekomponente ein. Die Feder ist vorzugsweise zu der Achse konzentrisch angeordnete Spiralfeder. Die Feder kann aus einer Ruhestellung in einem ersten Drehsinn um die Achse und in einem dem ersten Drehsinn gegenläufigen zweiten Drehsinn die Feder verspannend auslenkbar sein.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass ein neunter Abstand des exzentrischen Fingers zu der Achse geringer als der erste Abstand des Sperrriegels zu der Achse ist.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die schaltbare Getriebekomponente in der ersten Betriebsstellung ein Zahnradpaarung in Eingriff und in der zweiten Betriebsstellung die Zahnradpaarung aus dem Eingriff setzt. Eines der Zahnräder drehbar um die erste Richtung auf der Getriebekomponente gelagert sein.
Die Handwerkzeugmaschine kann in der ersten Betriebsstellung einen drehmeißelnden Betrieb und in der zweiten Betriebsstellung einen rein meißelnden Betrieb beinhalten. Die Handwerkzeugmaschine ist beispielsweise ein Bohrhammer mit einem pneumatischen Schlagwerk. Die beiden Betriebsstellungen können zum Einstellen zweier unterschiedlicher Drehzahlen einer Abtriebsspindel dienen, z.B. bei einem Elektroschrauber, einer motorgetriebenen Säge oder einer schleifenden oder bohrenden Werkzeugmaschine, insbesondere bei einer handgehaltenen Werkzeugmaschine.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen:

Fig. 1 einen Bohrhammer
Fig. 2a bis 2e ein Getriebe mit einem Wahlschalter in einer ersten Schaltstellung
Fig. 3a bis 3e das Getriebe mit einem Wahlschalter in einer zweiten Schaltstellung
Fig. 4a bis 4e ein Getriebe mit einem Wahlschalter in einer Übergangsstellung
Fig. 5a bis 5e ein Getriebe mit einem Wahlschalter in einer weiteren Übergangsstellung

Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt als Beispiel einer meißelnden Handwerkzeugmaschine schematisch einen Bohrhammer 1. Der Bohrhammer 1 hat eine Werkzeugaufnahme 2, in welche ein Schaftende 3 eines Werkzeug, z.B. eines des Bohrmeißels 4, eingesetzt werden kann. Einen primären Antrieb des Bohrhammers 1 bildet ein Motor 5, welcher ein Schlagwerk 6 und eine Abtriebswelle 7 antreibt. Ein Anwender kann den Bohrhammer 1 mittels eines Handgriffs 8 führen und mittels eines Systemschalters 9 den Bohrhammer 1 in Betrieb nehmen. Im bohrmeißelnden Betrieb dreht der Bohrhammer 1 den Bohrmeißel 4 kontinuierlich um eine Arbeitsachse 10 und schlägt dabei den Bohrmeißel 4 in Schlagrichtung 11 längs der Arbeitsachse 10 in einen Untergrund schlagen. Bei einem rein meißelnden Betrieb ist die Abtriebswelle 7 von dem Motor 5 entkoppelt.
Das Schlagwerk 6 ist beispielsweise ein pneumatisches Schlagwerk. Ein Erreger 12 und ein Schläger 13 sind in dem Schlagwerk 6 längs der Arbeitsachse 10 beweglich geführt. Der Erreger 12 ist über einen Exzenter 14 oder einen Taumelfinger an den Motor 5 angekoppelt und zu einer periodischen, linearen Bewegung gezwungen. Eine Luftfeder gebildet durch eine pneumatische Kammer 15 zwischen Erreger 12 und Schläger 13 koppelt eine Bewegung des Schlägers 13 an die Bewegung des Erregers 12 an. Der Schläger 13 kann direkt auf ein hinteres Ende des Bohrmeißels 4 aufschlagen oder mittelbar über einen im Wesentlichen ruhenden Zwischenschläger 16 einen Teil seines Impuls auf den Bohrmeißel 4 übertragen. Der Erreger 12 und der Schläger 13 können Kolben sein, welche in einem Führungsrohr 17 gleiten.
Der Motor 5, das Schlagwerk 6 und vorzugsweise die weiteren Antriebskomponenten sind innerhalb eines Maschinengehäuses 18 angeordnet. Eine elektrische Energieversorgung erfolgt über einen Netzanschluss oder mittels eines Batteriepakets.
Der Bohrhammer 1 hat einen Wahlschalter 20 mit dem ein Anwender die Abtriebswelle 7 von dem Motor 5 entkoppeln bzw. ankoppeln kann. Die beispielhafte Abtriebswelle 7 lässt sich mittels des Wahlschalters 20 mit einem antreibenden Ritzel 22 kuppeln bzw. auskuppeln.
Fig. 2a zeigt mehrere Getriebekomponenten und den Wahlschalter 20 in Seitenansicht. Das schematisch dargestellte Maschinengehäuse 18 ist aufgeschnitten. Fig. 2b zeigt die Getriebekomponenten in einem Schnitt längs der gefalteten Ebene B-B in Fig. 2a. Die Ebene B-B verläuft teilweise durch die Arbeitsachse 10 und dann versetzt durch einen Bereich, in welchem der Wahlschalter 20 an einer der Getriebekomponenten angreift. Fig. 2c ist ein Querschnitt durch den Wahlschalter 20 in der in Fig. 2a dargestellten Ebene C-C. Fig. 2d ist ein Längsschnitt durch den Wahlschalter 20 in der Ebene D-D, siehe Fig. 2a. Fig. 2e zeigt vergrößert einen Ausschnitt der Fig. 2b. Die Figuren 3a bis 3e, 4a bis 4e und 5a bis 5e sind analog.
Die Funktionsweise des Wahlschalters 20 wird nachfolgend anhand der vier exemplarischen Stellungen illustriert. Bei einer ersten Betriebsstellung 23 ist die Abtriebswelle 7 entkoppelt, der Bohrhammer 1 übt eine reine Meißelfunktion aus (Fig. 2a bis 2e). Der Wahlschalter 20 ist in einer entsprechenden ersten Schaltstellung 24. Vorzugsweise verrastet der Wahlschalter 20 in dieser Schaltstellung 24. Bei einer zweiten Betriebsstellung 25 treibt das antreibende Ritzel 22 die Abtriebswelle 7, der Bohrhammer 1 übt eine drehmeißelnde Funktion aus (Fig. 3a bis 3e). Der Wahlschalter 20 ist in einer zweiten Schaltstellung 26, in welcher der Wahlschalter 20 vorzugsweise ebenfalls verrastet. Beim Wechsel von der ersten Schaltstellung 24 in die zweite Schaltstellung 26 durchläuft der Wahlschalter 20 mehrere Zwischen- oder Übergangsstellungen 27, von welchen zwei exemplarisch dargestellt sind. Eine erste Zwischenstellung 27 ergibt sich beim Wechsel von der ersten Schaltstellung 24 in die zweite Schaltstellung 26, der Wahlschalter 20 ist exemplarisch auf halben Weg zwischen den zwei Schaltstellungen 24, 26 dargestellt (Fig. 4a bis 4e). Der Bohrhammer 1 ist dabei in der ersten Betriebsstellung 23. Die zweite Zwischenstellung 28 zeigt den Wahlschalter 20 ebenfalls auf halben Weg zwischen erster Schaltstellung 24 und zweiter Schaltstellung 26, nur diesmal bei einer Bewegung ausgehend von der zweiten Schaltstellung 26 (Fig. 5a bis 5e). Der Bohrhammer 1 ist dabei in der zweiten Betriebsstellung 25.
Das antreibende Ritzel 22 ist hier beispielhaft durch ein Kegelrad realisiert (die Zähne sind zwecks vereinfachter Darstellung nicht dargestellt), welches sich um die Arbeitsachse 10 dreht. Das Ritzel 22 kämmt antriebsseitig mit einem weiteren Kegelrad 29. Die beiden Kegelräder 22, 29 sind in dem Maschinengehäuse 18 unbeweglich längs der Arbeitsachse 10 gelagert. Das Ritzel 22 hat an seiner in Schlagrichtung 11 weisenden Stirnseite 30 mehrere Klauen 31. Den Klauen 31 gegenüberliegend ist ein längs der Arbeitsachse 10 bewegliches Hohlrad 32 drehbar um die Arbeitsachse 10 gelagert. Eine dem Ritzel 22 zugewandte Stirnseite 33 des Hohlrads 32 ist mit den Klauen 31 entsprechenden Gegenstücken 34 derart versehen, dass die Klauen 31 in diese Gegenstücke 34 eingreifen können (Fig. 3). Das Hohlrad 32 kann gegenüber dem Ritzel 22 wenigstens um eine Distanz 35 verschoben werden, um die Klauen 31 und Gegenstücke 34 außer Eingriff zu bringen (Fig. 2a). Das Hohlrad 32 hat eine axial verlaufende Verzahnung, welche mit der Abtriebswelle 7 kämmt.
Das Hohlrad 32 ist mit einem Schaltgestänge 36 verbunden, welches die Wirkung des Wahlschalters 20 auf das Hohlrad 32 überträgt. Das Schaltgestänge 36 ist längs der Arbeitsachse 10 beweglich. Ein Zapfen 37 greift in das Hohlrad 32 ein, um die Bewegung des Wahlschalters 20 in eine erste Schaltrichtung 38 bzw. eine gegenläufige zweite Schaltrichtung 39, hier beide parallel zu der Arbeitsachse 10, des Schaltgestänges 36 auf das Hohlrad 32 zu übertragen.
In der dargestellten Ausführungsform ist das Schaltgestänge 36 rohrförmig und auf dem Führungsrohr 17 gelagert. Das Schaltgestänge 36 und das Führungsrohr 17 sind vorzugsweise zueinander längs der Arbeitsachse 10 beweglich. Das Ritzel 22 ist hohl und auf das rohrförmige Schaltgestänge 36 aufgesetzt. Somit kann das Schaltgestänge 36 das Ritzel 22 durchgreifen ohne die Drehbewegung des Ritzels 22 zu beeinflussen. In einer Ausgestaltung kann das Schaltgestänge 36 materialschlüssig oder starr mit dem Hohlrad 32 verbunden sein.
Das Schaltgestänge 36 hat eine Kulisse 40. Die Kulisse 40 verläuft geneigt zu der Schaltrichtung 38 des Schaltgestänges 36, in dem ausgeführten Beispiel senkrecht zu der Arbeitsachse 10. Ein erster Steg 41 begrenzt mit einer Lauffläche 42 die Kulisse 40 in der Schaltrichtung 38 und ein zweiter Steg 43 begrenzt mit einer Lauffläche 44 die Kulisse 40 entgegen der Schaltrichtung 38. Die beiden Laufflächen 42, 44 sind vorzugsweise zueinander parallel, d.h. die Kulisse 40 hat längs ihrem Verlauf eine konstante Breite. Der Verlauf kann beispielsweise geradlinig sein. Eine Laufrichtung 45 der Kulisse 40 kann wie dargestellt im Wesentlichen genau senkrecht zu der Schaltrichtung 38 oder zu dieser geneigt sein, z.B. zwischen 45 Grad und 80 Grad geneigt sein. In einer alternativen Ausgestaltung ist die Kulisse 40 durch eine Nut in dem Schaltgestänge 36 gebildet.
Das Schaltgestänge 36 hat einen Sperrzapfen 46, der in einem unveränderlichen Abstand 47 zu der Kulisse 40 angeordnet ist. Der Sperrzapfen 46 ist vorzugsweise in der Schaltrichtung 38 oder in der gegenläufigen Schaltrichtung 39 um den Abstand 47 versetzt zu der Kulisse 40 angeordnet. Der Sperrzapfen 46 hat eine in die Schaltrichtung 38 weisende erste Anschlagfläche 48. Auf einer gegenüberliegenden Seite hat der Sperrzapfen 46 eine zweite Anschlagfläche 49, welche in die entgegenläufige Schaltrichtung 39 weist. Die Anschlagflächen 48, 49 sind vorzugsweise parallel zu der Laufrichtung 45 der Kulisse 40, d.h. zu deren Laufflächen 42, 44. Eine Breite 50 des Sperrzapfens 46, d.h. ein Abstand 50 der ersten Anschlagfläche 48 zu der zweiten Anschlagfläche 49 längs der Schaltrichtung 39, ist geringer als die Distanz 35, um welche das Hohlrad 32 gegenüber dem Ritzel 22 zum Koppeln bzw. Entkoppeln verschiebbar ist. Bezogen auf die Laufrichtung 45 der Kulisse 40 ist die Kulisse 40 vorzugsweise länger als der Sperrzapfen 46.
Der Wahlschalter 20 hat einen Schaltzapfen 60, welcher in die Kulisse 40 eingreift. Der Schaltzapfen 60 läuft entlang einer durch den Wahlschalter 20 vorgegebenen Bahnkurve 61. Die Bahnkurve 61 ist zu dem Verlauf der Kulisse 40 geneigt, wodurch eine Bewegung des Schaltzapfens 60 in einer Kraft auf das Schaltgestänge 36 längs einer der Schaltrichtungen 38, 39 resultiert. Sofern eine Bewegung in die Schaltrichtung 38, 39 des Schaltgestänges 36 ungehemmt ist, bewegt sich das Schaltgestänge 36 aufgrund der Kraft in die gewählte Schaltrichtung 38, 39.
Der Wahlschalter 20 hat eine Mitnahmekopplung 62, die einen vom Anwender greifenden Griffkörper 63 mit dem Schaltzapfen 60 kraftschlüssig, aber nicht starr, koppelt. Die Mitnahmekopplung 62 enthält ein kraftspeicherndes Element, beispielhaft eine mechanische Feder 64. Ein Ende 65 der Feder 64 ist starr mit dem Griffkörper 63 und ein anderes Ende 66 der Feder 64 ist starr mit dem Schaltzapfen 60 verbunden. Aufgrund der Mitnahmekopplung 62 folgt der Schaltzapfen 60 in der Betätigungsrichtung 67 des Griffkörpers 63. Falls die Bewegung des Schaltzapfens 60 gehemmt ist, wird die beim Drehen des Griffkörpers 63 aufgebrachte Kraft in der Mitnahmekopplung 62 gespeichert. Wenn die Hemmung aufgehoben ist, holt der Schaltzapfen 60 die Bewegung des Griffkörpers 63 angetrieben durch die Mitnahmekopplung 62 nach.
Anstelle der bevorzugten Variante mit genau einer Feder 64 können zwei Federn in dem Wahlschalter 20 integriert sein. Beispielsweise wird eine der Federn bei einem Betätigen des Wahlschalters 20 in der ersten Betätigungsrichtung 67 gespannt, während die andere Feder in ersten Betätigungsrichtung 67 sich von dem Griffkörper 63 oder dem Drehteller 68 entkoppelt. Beispielsweise von einer Anschlagfläche löst. Bei einer Betätigung in die gegenläufige zweite Betätigungsrichtung 69 wird die andere Feder gespannt und die eine Feder bleibt unbelastet. Die Feder ist ferner vorzugsweise ein metallische Feder, um eine hohe Federkonstante bei kleinem Bauraum zu erreichen. Es können aber auch ein Gummizug oder Federn aus einem Kunststoff verwendet werden.
Der dargestellte Wahlschalter 20 ist ein Drehschalter, dessen Griffkörper 63 um eine Achse 70 drehbar ist. Der Wahlschalter 20 ist an dem Maschinengehäuse 18 befestigt und die Achse 70 gegenüber dem Maschinengehäuse 18 unbeweglich, im Gegensatz zu dem Schaltgestänge 36 und dem Hohlrad 32.
Ein beispielhafter Aufbau des Wahlschalters 20 beinhaltet einen Drehteller 71, welcher um die Achse 70 relativ zu dem Griffkörper 63 drehbar ist. Der Drehteller 71 kann in einem zylindrischen Gehäuse 68 des Wahlschalters 20 geführt sein. Der exzentrische Schaltzapfen 60 ist auf dem Drehteller 71 angeordnet. Das kraftübertragende und Kraft-speichernde Element der Mitnahmekopplung 62 ist eine Feder 64, vorzugsweise eine zu der Achse 70 koaxial angeordnete Schraubenfeder. Das eine Ende 65 der Feder 64 ist starr mit dem Griffkörper 63 und das andere Ende 66 der Feder 64 ist starr mit dem Drehteller 71 verbunden. Eine Drehen des Griffkörpers 63 bewirkt eine Torsion der Feder 64, welche ein sofortiges oder bei Hemmung verzögertes Drehen des Drehtellers 71 bewirkt.
Der Wahlschalter 20 hat einen Sperrriegel 72, der unbeweglich gegenüber dem Griffkörper 63 angeordnet ist. Der Sperrriegel 72 ist somit durch den Wahlschalter 20 zwangsgeführt, d.h. der Sperrriegel 72 folgt immer sofort der Bewegung des Griffkörpers 63, im Gegensatz zu dem kraftgekoppelten Schaltzapfen 60. Der Schaltzapfen 60 und der Sperrriegel 72 sind über die Mitnahmekopplung 62 entkoppelt.
Der Sperrriegel 72 bewegt sich längs einer Bahnkurve 73, die gegenüber den Schaltrichtungen 38, 39 geneigt ist. Bei dem beispielhaft dargestellten drehenden Wahlschalter 20 wird der Sperrriegel 72 entlang einer kreisförmigen Bahnkurve 73 bezogen auf die Achse 70 geführt. Der Sperrriegel 72 hat eine zu der Achse 70 weisende erste Sperrfläche 74 und eine von der Achse 70 abgewandte Sperrfläche 75. Eine Breite 76 des Sperrriegels 72, d.h. ein Abstand der ersten Sperrfläche 74 zur zweiten Sperrfläche 75, ist geringer als die Distanz 35. Vorzugsweise ist die Summe über die Breite 50 des Sperrzapfens 46 und die Breite 76 des Sperrriegels 72 etwas geringer, z.B. 5 % bis 10 %, als die Distanz 35.
Der Wahlschalter 20 ist derart angeordnet, dass die Bahnkurve 73 des Sperrriegels 72 eine längs der Schaltrichtungen 38, 39 verlaufende Bahnkurve 77 des Sperrzapfens 46 kreuzt. Die Bahnkurve 77 des Sperrzapfens 46 kann gegenüber einem Fixpunkt an dem Maschinengehäuse 18 angegeben werden, beispielsweise der Achse 70 des Wahlschalters 20. Der Sperrzapfen 46 ist in der ersten Betriebsstellung 23 in einem ersten Abstand 78 zu der Achse 70 und in der zweiten Betriebsstellung 25 in einem zweiten Abstand 79. Die beiden Abstände 78, 79 sind parallel zu der Schaltrichtung 38 gemessen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der erste Abstand 78 ist größer als der zweite Abstand 79. Der Hub, d.h. der Unterschied der beiden Abstände 78, 79, entspricht der Distanz 35.
Bei der ersten Schaltstellung 24 (Fig. 2a bis 2e) ist der Sperrriegel 72 gegenüber dem Sperrzapfen 46 soweit senkrecht zur Schaltrichtung 38 versetzt, dass Sperrzapfen 46 und Sperrriegel 72 in einer Projektion auf eine Ebene senkrecht zur Schaltrichtung 38 nicht überlappen. Ergo kann das Schaltgestänge 36 ungehemmt durch den Sperrriegel 72 in die Schaltrichtung 38 bewegt werden. Analog sind bei der zweiten Schaltstellung 26 (Fig. 3a bis 3e) der Sperrzapfen 46 und der Sperrriegel 72 projiziert auf die Ebene ohne Überlapp. Das Schaltgestänge 36 kann sich ungehemmt durch den Sperrriegel 72 in die gegenläufige Schaltrichtung 39 bewegen. Eine Länge 80 des Sperrzapfens 46, d.h. seine Abmessung längs der Bahnkurve 73 des Sperrriegels 72, ist etwas geringer als ein Abstand 81 von dem Sperrriegel 72 in der ersten Schaltstellung 26 zu dem Sperrriegel 72 in der zweiten Schaltstellung 26. Der Unterschied liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 5 % und 10 %.
Auf dem Weg von der ersten Schaltstellung 24 in die zweite Schaltstellung 26 kreuzt der Sperrriegel 72 die Bahnkurve 77 des Sperrzapfens 46. Eine exemplarische Zwischenstellung 27 zeigen Fig. 4a bis 4e. Der Sperrriegel 72 liegt mit der zweiten Sperrfläche 75 an der ersten Anschlagfläche 48 des Sperrzapfens 46 an. Die Bewegung ist in die erste Schaltrichtung 38 des Sperrzapfens 46 und damit des Schaltgestänges 36 gehemmt. Daher verbleibt das Schaltgestänge 36 in der ersten Betriebsstellung 24. Die Feder 64 der Mitnahmekopplung 62 wird beim Betätigen des Griffkörpers 63 gespannt. Der Schaltzapfen 60 ist durch die Feder 64 kraftbeaufschlagt und drückt in die erste Schaltrichtung 38 gegen die Kulisse 40. Die Hemmung wird aufgehoben, wenn der Anwender den Griffkörper 63 bis zu der zweiten Schaltstellung 26 weitergedreht ist. Die Mitnahmekopplung 62 entlädt sich und schiebt das Schaltgestänge 36 in die erste Schaltrichtung 38 bis die zweite Betriebsstellung 25 erreicht ist (Fig. 3a bis 3e).
Auf dem Weg von der zweiten Schaltstellung 26 in die erste Schaltstellung 24 kreuzt der Sperrriegel 72 ebenfalls in mehreren Zwischenstellungen 28 die Bahnkurve 77 des Sperrzapfens 46 (Fig. 5a bis 5e). Der Sperrriegel 72 liegt mit der ersten Sperrfläche 74 an der zweiten Anschlagfläche 49 des Sperrzapfens 46 an, wodurch eine Bewegung aus der zweiten Betriebsstellung 25 in die zweite Schaltrichtung 39 gehemmt ist. Die Mitnahmekopplung 62 wird beim Bewegen des Griffkörpers 63 in die zweite Bewegungsrichtung 69 gespannt, wodurch der Schaltzapfen 60 das Schaltgestänge 36 mit einer Kraft in die zweite Schaltrichtung 39 beaufschlagt ist. Sobald der Griffkörper 63 die zweite Schaltstellung 24 erreicht, löst sich die Hemmung durch den Sperrriegel 72 und das Schaltgestänge 36 wird durch die Mitnahmekopplung 62 in die erste Betriebsstellung 25 geschoben.
Der illustrierte Wahlschalter 20 ist als Drehschalter aufgebaut und hat eine gegenüber dem Maschinengehäuse 18 fixe Achse 70. Eine alternative Ausgestaltung ist ein Schiebeschalter, dessen Griffkörper schräg zu der Schaltrichtung 38 in dem Maschinengehäuse 18 bewegbar ist. Der Sperrriegel ist mit dem Griffkörper verbunden und läuft entlang einer Bahnkurve, die die Bahnkurve 77 des Sperrzapfens 46 kreuzt. Ein Schaltzapfen des Wahlschalters ist durch längs der Schaltrichtung wirkende Federn mit dem Griffkörper gekoppelt und der Schaltzapfen greift in die Kulisse 40 ein.
Bei einer weiteren Ausgestaltung ist der Wahlschalter 20 als Schiebeschalter ausgebildet. Ein Griffkörper des Wahlschalters ist nur senkrecht zu der Schaltrichtung 38 beweglich. Der Sperrriegel kreuzt die Bahnkurve 77 des Sperrzapfens. Ein Schaltzapfen des Wahlschalters greift in eine Kulisse an dem Schaltgestänge 36 ein. Die Kulisse hat eine gegenüber der Schaltrichtung 38 Laufrichtung. Der Schaltzapfen ist durch Federn an den Griffkörper angekoppelt. Die Neigung zwischen der Laufrichtung der Kulisse und der Bahnkurve des Schaltzapfens sorgen für eine längs der Schaltrichtung 38 wirkende Kraftkomponente der Federn.
Der Wahlschalter 20 hat vorzugsweise eine Nockenscheibe 90, welche mit dem Griffkörper 63 starr verbunden ist. Ein Rastkörper 91 mit federbelasteten Klinken oder Kugeln 92 ist an dem Maschinengehäuse 18 befestigt. Die Klinken oder Kugeln 92 können in Vertiefungen 93 der Nockenscheibe 90 in der ersten Schaltstellung 24 und der zweiten Schaltstellung 26 einrasten. Auf dem Weg zwischen den beiden Schaltstellungen 24, 26, d.h. allen Zwischenstellungen 27, 28 können die Klinken oder Kugeln 92 nicht einrasten. Anstelle einer Nockenscheibe 90 an dem Wahlschalter 20 kann dieser mit federbelasteten Klinken versehen sein, welche in Vertiefungen an dem Maschinengehäuse 18 eingreifen.

Claims

Handwerkzeugmaschine (1) mit
einer schaltbaren Getriebekomponente (32, 36), die durch Versetzen längs einer ersten Richtung (38) aus einer ersten Betriebsstellung (23) in eine zweite Betriebsstellung (25) überführbar ist,
einem Wahlschalter (20), der eine der ersten Betriebsstellung (23) der Getriebekomponente (32, 36) zugeordnete erste Schaltstellung (24) und eine der zweiten Betriebsstellung (25) der Getriebekomponente (32, 36) zugeordnete zweite Schaltstellung (26) aufweist, wobei der Wahlschalter (20) über Zwischenstellungen (27) von der ersten Schaltstellung (24) in die zweite Schaltstellung (26) bewegbar ist,
einer federnden Mitnahmekopplung (62), die derart zwischen den Wahlschalter (20) und die Getriebekomponente (32, 36) angeordnet ist, dass bei einem Bewegen des Wahlschalters (20) aus der ersten Schaltstellung (24) in die zweiten Schaltstellung (26) eine Feder (64) der Mitnahmekopplung (62) die Getriebekomponente (32, 36) in die erste Richtung (38) kraftbeaufschlagt und
einem Sperrriegel (72), der zwangsgeführt an den Wahlschalter (20) gekoppelt ist, und wobei der Sperrriegel (72) bei den Zwischenstellungen (27) des Wahlschalters (20) in eine hemmende Riegelstellung (27) versetzt ist, in welchen der Sperrriegel (72) ein Versetzen der Getriebekomponente (32, 36) aus der ersten Betriebsstellung (23) in die zweite Betriebsstellung (25) hemmt und wobei der Sperrriegel (72) bei der zweiten Schaltstellung (26) des Wahlschalters (20) in eine freigebende Riegelstellung (26) versetzt ist, in welcher der Sperrriegel (72) ein Versetzen der Getriebekomponente (32, 36) nicht hemmt.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die federnde Mitnahmekopplung (62) derart treibend zwischen den Wahlschalter (20) und die Getriebekomponente (32, 36) gekoppelt ist, dass bei einem Bewegen des Wahlschalters (20) aus der zweiten Schaltstellung (26) in die erste Schaltstellung (24) die oder eine weitere Feder (64) der Mitnahmekopplung (62) die Getriebekomponente (32, 36) in eine der ersten Richtung (38) gegenläufigen zweiten Richtung (39) kraftbeaufschlagt,
der Sperrriegel (72) in der hemmenden Riegelstellung (28) ein Versetzen der Getriebekomponente (32, 36) aus der zweiten Betriebsstellung (25) in die erste Betriebsstellung (23) hemmt, und der Sperrriegel (72) bei der ersten Schaltstellung (24) des Wahlschalters (20) in eine freigebende Riegelstellung (24) versetzt ist.
Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Maschinengehäuse (18) und einen Rastkörper (91), der den Wahlschalter (20) mit dem Maschinengehäuse (18) in der ersten Schaltstellung (24) und in der zweiten Schaltstellung (26) verrastet und in den Zwischenstellung (27) nicht verrastet.
Handwerkzeugmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebekomponente (32, 36) einen Sperrzapfen (46) hat, an dessen in die erste Richtung (38) weisenden Seite der Sperrriegel (72) in der hemmenden Riegelstellung (27, 28) anliegt und in den freigebenden Riegelstellungen (24, 26) der Sperrriegel (72) in eine Richtung (45) senkrecht zu der ersten Richtung (38) der Getriebekomponente (32, 36) gegenüber dem Sperrzapfen (46) ohne Überlapp versetzt ist.
Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrzapfen (46) bei einem Wechsel von der ersten Betriebsstellung (23) in die zweite Betriebsstellung (25) längs einer ersten Bahnkurve (77) geführt ist und der Sperrriegel (72) bei einem Wechsel von der ersten Schaltstellung (24) in die zweite Schaltstellung (26) längs einer zweiten Bahnkurve (73) geführt ist, wobei die erste Bahnkurve (77) und die zweite Bahnkurve (73) einander kreuzen.
Handwerkzeugmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wahlschalter (20) um eine Achse (70) drehbar ist und der Sperrriegel (72) exzentrisch zu der Achse (70) an dem Wahlschalter (20) befestigt ist.
Handwerkzeugmaschine (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebekomponente (32, 36) einen Sperrzapfen (46) hat, der in der ersten Betriebsstellung (23) einen zweiten Abstand (78) zu der Achse (70) und in der zweiten Betriebsstellung (25) einen dritten Abstand (79) zu der Achse (70) einnimmt, wobei ein erster Abstand (94) des Sperrriegels (72) zu der Achse (70) geringer als der zweite Abstand (78) und größer als der dritte Abstand (79) ist.
Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der hemmenden Riegelstellung (27, 28) der Sperrzapfen (46) in der ersten Richtung (38) oder entgegen der ersten Richtung (38) beaufschlagt mit einer Kraft der Feder (64) an dem Sperrriegel (72) anliegt.
Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrriegel (72) drehfest mit dem Wahlschalter (20) verbunden ist.
Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahmekopplung (62) einen um die Achse (70) drehbaren Drehteller (71) aufweist, die Feder (64) an einem Ende (66) mit dem Wahlschalter (20) und an einem anderen Ende (67) mit dem Drehteller (71) fest verbunden ist und ein exzentrischer Schaltzapfen (60) an dem Drehteller (71) in eine schräg oder senkrecht zur ersten Achse (70) verlaufende Kulisse (40) an der Getriebekomponente (32, 36) eingreift.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (64) aus einer Ruhestellung in einem ersten Drehsinn (67) um die Achse (70) und einem dem ersten Drehsinn (67) gegenläufigen zweiten Drehsinn (69) die Feder (64) verspannend auslenkbar ist.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein vierter Abstand (95) des exzentrischen Schaltzapfens (60) zu der Achse (70) geringer als der erste Abstand (94) des Sperrzapfens (46) zu der Achse (70) ist.
Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Getriebekomponente (32, 36) in der ersten Betriebsstellung (23) eine verzahnende Kupplung (21) in Eingriff und in der zweiten Betriebsstellung (25) die verzahnende Kupplung (21) aus dem Eingriff setzt.
Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Betriebsstellung (23) einen drehmeißelnden Betrieb und die zweite Betriebsstellung (25) einen rein meißelnden Betrieb beinhaltet.