-
Elektrowerkzeun mit Zweiaann-Getriebe Bei Elektrowerkzeugen werden
in zunehmendem Maße mechanische Schaltgetriebe angewandt, um die verfügbare Leistung
bei verschiedenen Drehzahlen anwenden zu können. Die bekannten Elektrowerkzeuge
mit mechanischen Schaltgetrieben, vorzugsweise Zweigang Getrieben, haben ein Motor-
und ein Getriebegehäuse, eine Werkzeugspindel und eine mit dem Antrieb dauernd zusammenhängende
Vorgelegewelle; sie haben zwei auf der Werkzeugspindel angeordnete Zahnräder, die
mit der Vorgelegewelle in Eingriff stehen
und wahlweise mit der
Werkzeugspindel drehfest verbindbar sind. Die Vorgelegewelle Wird vom Motor durch
eine Zahnradübersetzung angetrieben.
-
Die bekannten Elektrowerkzeuge dieser Art sind dementsprechend groß,
schwer und teuer. Da die Elektrowerkzeuge immer breiteren Käuferkreisen zugänglich
gemacht werden, stellt sich daher die Aufgabe, ein Elektrowerkzeug mit Zweigang-Geiriebe
zu schaffen, das leichter und billiger ist als die bisher bekannten Elektrowerkzeuge
mit Zweigang-Getriebe, und das in seinem Getriebeteil nur unwesentlich größer ist
als ein Elektrowerkzeug ohne Schaltgetriebe. Darüber hinaus sollte wenn möglich
das Zweigang-Getriebe unter Last umschaltbar sein und das Elektrowerkzeug eine Sicherheitskupplung
aufweisen, die bei Überlastung der Werkzeugspindel diese vom Antrieb trennt.
-
Die Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Motorwelle
als Vorgelegewelle ausgebildet ist. Dabei wird die Motorwelle vorteilhaft an ihrem
werkstückseitigen Ende in dem Getriebegehäuse gelagert. Wenn die werkstückseitige
Lagerung der Motorwelle als drittes Lager der Motorwelle ausgebildet ist, erhält
zweckmäßig das llotorwellenende gegenüber der Lagerbohrung ein Radialspiel, so daß
sich das Motorwellenende nur bei Belastung in diesem Lager abstützt. Diese Stützlageausbildung
ist besonders einfach ausführbar, wenn die werkstückseitige Lagerung der Motorwelle
als Wälzlager ausgebildet ist.
-
Zweckmäßig ist mit der Werkzeugspindel mindestens ein ÜbErtragungsglied
drehfest verbunden, das wahlweise das eine oder das andere Zahnrad drehfest mit
der Werkzeugspindel verbinden kann. Dabei können die Zahnräder auf der Werkzeugspindel
drehbar und verschiebbar geführt und ein Schaltglied vorhanden sein, das die Zahnräder
in Richtung der Achse der Werkzeugspindel auf dieser verschieben kann und von der
Außenseite des Elektrowerkzeugs her betätigbar ist. Es kann aber auch
das
Übertragungsglied auf der Werkzeugspindel längsverschieblich angeordnet sein, während
die Zahnräder auf der Werkzeug spindel drehbar und unverschieblich geführt sind
und in den einander zugekehrten Stirnflächen eine Anzahl Vertiefungen aufweisen,
in die Vorsprünge des Ubertragungsgliedes eingreifen können. Dabei sollte ein Schaltglied
vorhanden sein, das das Übertragungsglied in Richtung der Achse der Werkzeugspindel
auf dieser verschieben kann und von der Außenseite des Elektrowerkzeugs her betätigbar
ist. Die Vorsprünge des Übertragungsglie des können als unter Federdruck stehende
Kegel ausgebildet sein und die Flächen der Vertiefungen der Zahnräder die gleiche
Form haben wie die Vorsprünge. Besondere Vorteile bietet eine Anordnung, bei der
der Spitzenwinkel der an dem einen Zahnrad wirkenden Kegel ein anderer ist als der
Spitzenwinkel der an dem anderen Zahnrad wirkenden Kegel.
-
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand zweier
in der Zeichnung als Beispiele dargestellter elektrischer Handbohrmaschinen näher
beschrieben und erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine elektrische Handbohrmaschine im
Aufriß, teilweise geschnitten, mit auf der Werkzeug spindel verschiebbaren Zahnrädern,
Fig. 2 eine elektrische Handbohrmaschine im Aufriß, teilweise geschnitten, mit einem
als Sicherheitskupplung ausgebildeten Übertragungsglied.
-
Im folgenden ist unter "werkstückseitig" die Richtung zu dem zu bearbeitenden
Werkstück hin, unter "handseitig die entgegengesetzte Richtung zu verstehen.
-
Die in Figur 1 dargestellte Handbohrmaschine hat ein aus Kunststoff
bestehendes Motorgehäuse 1 mit angeformtem Handgriff 2; das Motorgehäuse ist werkstückseitig
durch eine metallische Querwand 3 verschlossen, an die werkstückseitig ein metallisches
Getriebegehäuse 4 angesetzt ist.
-
Schrauben 5 verbinden das Getriebegehäuse 4 und die Querwand 3 mit
dem Motorgehäuse 1.
-
In dem Motorgehäuse ist ein elektrischer Antriebsmotor 6 angeordnet,
der mittels eines in dem Handgriff 2 untergebrachten Schalters 7 in Betrieb gesetzt
werden kann. Der Motor hat einen Motorläufer 8, der auf einer Motorwelle 9 aufgepreßt
ist. Werkstück~ seitig vor dem Mott>rläufer trägt die Motorwelle 9 einen Lüfter
10.
-
Die Motorwelle 9 ist in der Querwand 3 mit einem Kugellager 11 gelagert.
Werkstückseitig vor der Lagerstelle der Motorwelle 9 ist in diese eine Ritzelverzahnung
12 eingearbeitet, an die sich werkstückseitig eine zweite Ritzelverzahnung 13 kleineren
Durchmessers anschließt An dem werkstückseitigen Ende ist die Verzahnung 13 der
Motorwelle 9 überschliffen, so daß eine mehrfach unterbrochene zylindrische Fläche
14 entstanden ist. Die Fläche 14 der Motorwelle 9 mit einem geringen Radialspiel
umgebend ist in das Getriebegehäuse 4 ein Kugellager 15 eingesetzt, gegen das sich
bei Belastung die Fläche 14 der Motorwelle 9 abstützen kann.
-
Parallel zu der Motorwelle 9 ist in dem Getriebegehäuse 4 eine Werkzeugspindel
16 angeordnet. Diese hat an ihrem werkstück; seitigen Ende einen Spannfutterträger
17, der an seinem handseitigen Ende ein achsgleiches Sackloch 18 und an seinem werkstückseitigen
Ende einen Gewindezapfen 19 aufweist, auf den ein Spannfutter 20 aufgeschraubt werden
kann. An dem Spannfutter~ träger 17 ist die Werkzeugspindel mittels eines Kugellagers
17' in dem Getriebegehäuse gelagert. In das Sackloch 18 ist eine Isolierbüchse 21
gepreßt. In-diese ist das werkstückseitige zylindrische Ende 22 einer Getriebewelle
23 der Werkzeugspindel 16 eingepreßt. Die Getriebewelle 23 ist mit einem Zapfen
23' handseitig mittels eines Nadellagers 23" in der Querwand 3 gelagert.
-
In die Getriebewelle 23 der Werkzeugspindel sind quer zu ihrer Längsachse
und diese schneidend zwei als Übertragungsglieder dienende Mitnehmerstifte 24 eingesetzt,
die jeder beidseitig aus der Getriebewelle hervorstehen. Auf der Getriebewelle sind
längsverschieblich und drehbar ein Zahnrad 25 und handseitig vor diesem ein zweites
Zahnrad 26 geführt. Die Bohrung der Zahnräder ist an deren beiden einander abgekehrten
Enden zylindrisch so erweitert, daß die Zahnräder mit der Erweiterung 25' bzw. 26'
über einen der Mitnehmerstifte 24 geschoben werden können, ohne daß dieser die Wand
der Erweiterung berührt. Auf der dem anderen Zahnrad zugekehrten Seite sind in die
Bohrung der Zahnräder achsparallele Längsnuten 27 eingeformt, in die bei entsprechend
verschobenen Zahnrädern die Mitnehmerstifte 24 eingreifen können.
-
Ein aus Kunststoff bestehendes, im wesentlichen U-förmig ausgebildetes
Schaltglied 28 ist in dem Getriebegehäuse parallel zu der Werkzeugspindel und der
Motorwelle verschieblich geführt.
-
Mit den beiden Schenkeln des U umfaßt es die beiden Zahnräder 25 und
26. Ein in den Steg des Schaltgliedes eingesetzter Griff 29 ragt durch einen Schlitz
30 des Getriebegehäuses ins Freie.
-
Wird der Griff 29 handseiti#g verschoben, so verschiebt das Schaltglied
28 die Zahnräder so, daß der handseitige Mitnehmerstift 24 in zwei der Nuten 27
des Zahnrades 26 greift und dieses drehfest mit der Werkzeugspindel verbindet. Wird
der Griff 29 werkstückseitig verschoben, so wird die Verbindung zwischen der Werkzeugspindel
und dem Zahnrad 26 gelöst und das Zahnrad 25 drehfest mit der Werkzeugspindel verbunden.
-
In Figur 2 der Zeichnung ist eine andere elektrische Handbohrmaschine
dargestellt. Diese ist hinsichtlich der Motorwelle, in die zwei Ritzel eingeformt
sind, und der Werkzeugspindel gleich aufgebaut wie die Bohrmaschine nach Figur 1.
Auf der Werkzeug~ spindel sind jedoch zwei Zahnräder 125 und 126 mit axialem Abstand
voneinander drehbar geführt und mittels eines Zwischenringes
150
und dreier Federringe 151 in Längsrichtung festgehalten. Die Zahnräder haben je
auf der dem anderen Zahnrad zugekehrten Seite eine Anzahl gleichmäßig auf einem
Kreis um die Achse des Zahnrades angeordneter innenkegelförmiger Vertiefungen 152.
-
Die Getriebewelle 123 der Werkzeugspindel 116 weist eine Anzahl achsparalleler
Flächen 153 auf, auf denen zwei als Übertragungs glieder ausgebildete Kupplungsscheiben
154, 155 drehfest und längsverschieblich geführt sind. Der Abstand der Kupplungsscheiben
voneinander in Richtung der Achse der Getriebewelle ist durch nicht dargestellte
Verbindungsglieder festgelegt. Auf einem Kreis mit dem gleichen Durchmesser wie
der Kreis, auf dem die Vertiefungen der Zahnräder angeordnet sind, sind in oeffnungen
der Kupplungsscheiben 154, 155 Kupplungskegel 155' so eingesetzt, daß die kleinere
Stirnfläche des Kegels dem jeweils benachbarten Zahnrad zugekehrt ist. An ihren
größeren Stirnflächen sind die Kupplungskegel 155 durch einen Flansch 156 verbreitert.
Zwischen je zwei Kupplungskegeln, die in die Kupplungsscheiben eingesetzt sind,
ist eine Druckfeder 157 eingespannt, die die Kupplungskegel in Richtung der Zahnräder
auseinander drückt. Ein Schaltglied 128 greift zwischen die beiden Kupplungsscheiben
154 und kann durch einen Griff 129 von der Außenseite der Handbohrmaschine her in
Längsrichtung der Handbohrmaschine verschoben werden.
-
Wird der Handgriff 129 in seine handseitige oder werkstückseitige
Endstellung verschoben, so werden die Kupplungskegel 155' durch die Federn 157 gegen
eines der Zahnräder 125, 126 gepreßt und gleiten, sobald die sich drehenden Zahnräder
in die entsprechende Winkeistellung gelangt sind, in die Vertiefungen 152 eines
der Zahnräder. Durch Verschieben des Handgriffs 129 in seine andere Endlage wird
die andere Übersetzung eingeschaltet.
-
Je nach der Größe des Spitzenwinkels der Kupplungskegel 155'
und
der Vertiefungen 152 der Zahnräder und nach der Größe der Kraft der Federn 157 verbindet
die Kupplungsscheibe das betreffende Zahnrad mit der Welle zur Übertragung eines
größeren oder kleineren Gren-z-Drehmoments. Zweckmäßig gibt man den in das Zahnrad
125 eingreifenden Kegeln einen anderen Spitzenwinkel als den in das Zahnrad 126
eingreifenden Kegeln; dadurch verfügt die Bohrmaschine bei den zwei Übersetzungen
über je ein anderes Grenz-Drehmoment, bei dessen Überschreitung die Kupplung ausrastet.
-
Durch die Vermeidung einer zusätzlichen Vorgelegewelle, deren Arbeitsbereich
bei der vorliegenden Erfindung von der Motorwelle mit übernommen ist, sind Elektrowerkzeuge
nach der Erfindung billiger, leichter und auch kleiner als vergleichbare bekannte
Elektrowerkzeuge. Elektrowerkzeuge nach Figur 2 lassen sich infolge der Sicherheitskupplung
unter Last von einer Über~ setzung auf die andere umschalten, wobei die Sicherheitskupplung
bei jeder der möglichen zwei übersetzungen ein dieser angepaßtes Grenz-Drehmoment
zu übertragen gestattet, bei dessen Überschreiten die Kupplung ausrastet.