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Zweiganggetriebe für Elektrowerkzeuge
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Zweiganggetriebe für Elektrowerkzeuge,
insbesondere für Handbohrmaschinen, das während des Stillstands und während des
Leerlaufs des Elektrowerkzeugs mittels eines Umschalthebels von der ersten auf die
zweite Getriebe stufe und umgekehrt umschaltbar ist und bei dem das Zahnrad für
die zweite Getriebestufe (Schnellgang) drehbar auf einer mit der Bohrspindel drehfest
vereinigten Mitnehmerhülse angebracht und werkzeugseitig mit einer Na:#e versehen
ist, auf welcher das Zahnrad für die erste Getriebestufe (Langsamgang) drehbar angeordnet
ist, und wobei die beiden Getriebezaimräder derart kraftschlüssig miteinander verbunden
sind, daß das erste Zahnrad vom zweiten Zahnrad überholbar ist, und bei dem ferner
die Mitnehmerhülse einen flanschförmigen Ansatz besitzt, der an seiner dem Zahnrad
für die zweite Getriebestufe zugewandten Stirnseite einen Rastenkranz enthält, welcher
mit einem an der dieser gegenüberliegenden Stirnseite des Zahnrads für die zweite
Getriebestufe angebrachten Gegenraster#ranz korrespondiert.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, bei derartigen #etrieben zun besagten
Umschalten dem Zahnrad für die zweite Getriebestufe ein mit KuPplungsklauen versehenes
Schaltrad zuzuordnen, das auf einer ein mit dem Zahnrad für die erste Getriebestufe
im Eingriff stehendes Antriebsritzel enthaltenden Vorgelegewelle axial verschiebbar
und im Nichteingriffsfall frei drehbar ist und das an seinem Innenumfang ringsum
eine Ausnehmung für wenigstens eine Kugel aufweist und ferner mit einer Längsnut
für diese Kugel versehen ist, welche unter der lJirkung eines in einer Radialbohrung
der Vorgelegewelle
stehenden federelastischen Elements steht, und
daß der klauenbewehrten Stirnseite des Schaltrads ein mit dem Ritzel der Motorantriebswelle
kämmendes Antriebszahnrad für die Vorgelegewelle zugeordnet ist, das im Bereich
seiner den Klauen des Schaltrads zugeordneten Stirnseite mit Aussparungen für den
Eingriff der Kupplungsklauen des Schaltrads sowie mit drehmomentübertragenden Gegenklauen
versehen ist.
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Eine solche Konzeption bedingt neben einer Schwächung der Vorgelegewelle
infolge der Radialbohrung fertigungstechnisch gesehen einen nicht unerheblichen
Aufwand und demgemäß auch eine entsprechende Anzahl von Verschleißteilen.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zweiganggetriebe der
erwähnten Art zu schaffen, das bei einem Höchstmaß an Betriebssicherheit einen geringeren
konstruktiven und technischen Aufwand erforderlich macht, weniger Verschleißteile
enthält und eine einfache und einwandfreie Gangumschaltung ermöglicht.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Zahnrad
für die zweite Getriebestu:fe ein Schaltrad zugeordnet ist, das auf einer ein hit
dem Zahnrad für die erste Getriebestufe im Eingriff stehendes Antriebsritzel# enthaltenden
Vorgelegewelle axial verschiebbar und frei drehbar ist und das mit einem fest auf
der Vorgelegewelle sitzenden Antriebszahnrad korrespondiert, welches mit dem Ritzel
der Motorantriebswelle in Eingriff steht, und daß das Schaltrad in seiner antriebszahnradseitigen
Stirnfläche Bohrungen besitzt, denen in der Stirnseite des Antriebszahnrads untergebrachte,
abgefederte Kupplungsbolzen zugeordnet sind.
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Duroh diese Maßnahme wird erreicht, daß das Umschalten vom ersten
auf den zweiten Getriebegang und umgekehrt spielend leicht vor sich geht, und zwar
sowohl im Leerlauf wie im Stillstand.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind die Kupplungsbolzen
stirnseitig mit einer abgerundeten Kuppe versehen. Dadurch wird der Synchronisiervorgang
beim Umschalten des Getriebes erleichtert.
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Des weiteren hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Federzahl der
Kupplungsbolzen so zu wählen bzw. das Feder-Massesystem so abzustimmen, daß unter
Last eine Synchronisation zwischen der Vorgelegewelle und dem Schaltrad vermieden
wird und damit auch ein Einkuppelvorgang unterbleibt.
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Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung, die ein
Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht, erläutert.
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Es zeigen: -Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Zweiganggetriebe,
Fig 2 eine Ansicht des Getriebegehäuses von oben, teilweise im Schnitt.
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Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist auf der Antriebsspindel 1 der Handbohrmaschine
eine Mitnehmerhülse 2 drehfest angeordnet, wobei die drehfeste Vereinigung dieser
beiden Teile durch ein Vielkeilprofil 3 realisiert ist. Auf der Mitnehnerhülse 2
ist das Antriebszahnrad 4 für die zweite Getriebestufe (Schnellgang) drehbar und
axial verschiebbar angeordnet.
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Das Zahnrad 4 weist werkzeugseitig eine Nabe 5 auf, auf welcher das
Zahnrad 6 für die erste Getriebestufe (Langsamgang) ebenfalls drehbar sitzt. Die
beiden Zahnräder 4 und 6 sind dabei als Überholräder ausgebildet und kraftschlüssig
durch unter dem Druck von axial wirkenden Federn 7 stehende Kugeln 8 miteinander
verbunden, derart, daß das erste Zahnrad 6 vom zweiten Zahnrad 4 überholbar ist.
Zweckmäßigerweise sind drei in Umfangsrichtung um 1200 gegeneinander versetzte Kugeln
8 und Federn 7 vorgesehen. Auf das Zahnrad 4 wirken
Tellerfedern
9 ein, die sich einerseits über eine Druckscheibe 10 an der Stirnseite des Zahnrads
4 und andererseits an einer Endscheibe 11 abstützen, die mittels eines Seegerrings
oder dergl. gegen axiales Verschieben auf der Mitnehmerhülse 2 gesichert ist.
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Die Nitnehmerhülse 2 enthält einen flanschförmigen Ansatz 12, der
im Bereich seiner'dem Zahnrad 4 zugewandten Stirnseite mit einem Rastenkranz 13
versehen ist. Mit diesem Rastenkranz kommt ein an der durch eine Ausdrehung gewonnenen
inneren Stirnfläche des Zahnrads 4 angebrachter Gegenrastenkranz 14 in Eingriff.
Damit ist eine Vberlastkupplung verwirklicht.
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Ubersteigt das am Werkzeug bzw. an der Antriebsspindel 1 angreifende
Drehmoment einen durch den Anpreßdruck der Tellerfedern 9 vorgegebenen bzw. auch
einstellbaren Wert, dann kommen die Rasten 14 des Zahnrades 4 und die Rasten 13
des flanschförmigen Ansatzes 12 außer Eingriff, indem die beiden Zahnräder Lt und
6 durch. Zusainmendrücken der Tellerfedern 9 um den entsprechenden Betrag axial
nach vorne gedrückt werden.
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Dem Zahnrad 4 für die zweite Getriebestufe ist ein mit drei um 1200
gegeneinander versetzt angeordneten Sackbohrungen 15 versehenes Schaltrad 16 zugeordnet,
das auf einer Vorgelegewelle 23 axial verschiebbar und im ausgekuppelten Zustand
auf dieser Welle auch frei drehbar ist. Das Schaltrad 16 enthält einen mit einer
Ringnut 18 versehenen Ansatz 19, wobei, wie aus Fig.2 ersichtlich ist, in die Ringnut
18 ein Nitnahmeelement 20 eingreift, das mit einem Umschalthebel 21 vereinigt ist.
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Dem Schaltrad 16 liegt das Antriebszahnrad 22 gegenüber, das fest
auf der Vorgelegewelle 23 angeordnet ist und mit dem Ritzel 24 der Motor&ntriebswelle
25 kämmt. Das Antriebszahnrad 22 enthält an seiner den Sackbohrungen 15 zugewandten
Stirnseite #drei drehmomentübertragende Kupplungsbolzen 26,
die
in Bohrungen 27 des Antriebszahnrads 22 untergebracht und ebenfalls um 1200 gegeneinander
versetzt sind und die jeweils unter dem Einfluß einer Rückstellfeder 28 stehen.
Die Rückstellfedern 28 stützen sich einerseits am Grund der Aufnahmebohrung 29 und
zum andern an einer rückwärtigen Abdeckplatte 30 ab, welche mittels eines Sicherungsrings
31 in ihrer Lage fixiert ist. Zur Begrenzung der axialen Auslenkung der Kupplungsbolzen
26 weisen die Bohrungen 27 jeweils eine Durchmesserverringerung 32 auf, derart,
daß ein Anschlag für die in ihrem federseitigen Bereich 33 zapfenförmig erweiterten
Kupplungsbolzen 26 vorhanden ist. Die Kupplungsbolzen sind stirnseitig ballig ausgebildet.
Der Grad der Balligkeit richtet sich dabei nach den jeweils gegebenen Voraussetzungen
und/odvr Bedingungen.
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Bei im ersten Getriebegang lauf enden Elektrowerkzeug treibt das auf
der Vorgelegewelle 23 befindliche Antriebsritzel 35 das vordere Zahnrad 6 an Infolge
der kraftschlüssigen Verbindung des Zahnrads 6 mit dem Zahnrad 4 der zweiten Getriebestufe
läuft auch das letztere mit um, desgleichen dreht sich das auf der Vorgelegewelle
23 befindliche Schaltrad 16, da dieses mit dem Zahnrad 4 im Eingriff steht.
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Beim Umschalten des Getriebes vom ersten in den zweiten Gang während
des Leerlaufs wird das Schaltrad 16 mittels des Umschalthebels 21 auf der Vorgelegewelle
23 gegen das Antriebszahnrad 22 hin verschoben. Dadurch kommen die Kupplungsbolzen
26 mit ihren Kuppen zunächst zur Anlage an die Stirnfläche des Schaltrades 16 und
beschleunigen dieses zusammen mit dem Getriebezahnrad 4 unter Überspringen der Bohrungen
15 des Schaltrades von der Drehzahl der ersten Getriebestufe auf zumindest angenähert
die Drehzahl der Vorgelegewelle bzw. der zweiten Getriebestufe. Ist dieser Synchronisiervorgang
abgeschlossen, so rasten die Kupplungsbolzen 26 in die Bohrungen 15 des Schaltrads
16 ein. Damit ist die
Kupplung vollzogen und die Antriebsspindel
1 des Elektrowerkzeugs läuft mit der Drehzahl der zweiten Getriebestufe uln, wobei
das Zahnrad 6 vom Zahnrad 4 überholt wird.
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Das Zurückschalten auf die erste Getriebestufe ist problemlos, dz
liisrzi# lediglich die Kupplungsbolzen 26 auger Eingriff mit den Bohrungen 15 des
Schaltrads 16 gebracht werden müssen, Dies wird auf einfache Weise durch entsprechendes
Betätigen des Umschalthebels 21 erreicht.
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Im Falle des Umschaltens auf die zweite Getriebestufe während des
Stillstands des Elektrowerkzeugs werden, sofern die Kupplungsbolzen 26 nicht gerade
exakt auf die Bohrungen 15 im Schaltrad treffen, die Kupplungsbolzen 26 durch die
Stirnfläche des Schaltrad 16 gegen die Kraft der Federn 28 zurückgedrückt. Beim
Anlauf des Elektrowerkzeugs rasten dann die Kupplungsbolzen 26 unverzüglich in die
Bohrungen 15 des Schaltrades 16 ein.
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Zum Zurückschalten auf die erste Getriebestufe braucht wiederum lediglich
der Umschalthebel 21 in die entsprechende Stellung gebracht zu werden.
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Die Konstante der Federn 28 ist so gewählt, daß das aus dem jeweiligen
Kupplungsbolzen 26 undder äeweiligen Feder 28 gebildete Feder-Massesystem so abgestimmt
ist, daß das Schal-trad 16 auch nicht angenähert auf die JJ.renzahl der Vorgelegewelle
23 besohleunigt wird. Daher unterbleibt eine Synchronisierung, und das Umschalten
von der ersten auf die zweite Getriebestufe unter Last wird somit verhindert. Das
Umlegen des Umschalthebels 21 während des Lastlaufs des Elektrowerkzeugs hat lediglich
einen Rattervorgang zur Folge, schlagartige Beanspruchungen der in Frage kommenden
Getriebeteile sind indessen ausgeschlossen.
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Das Getriebegehäuse 34 besteht aus einen metallischen Werkstoff, der
mit einen Kunststoffmantel 35 umspritzt ist.