DE3234571C2

DE3234571C2 - Zweiganggetriebe für ein Elektrowerkzeug

Info

Publication number: DE3234571C2
Application number: DE3234571A
Authority: DE
Inventors: Ichiro Hikone Shiga Kishi; Hisao Shiga Nakagawa
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1981-10-05
Filing date: 1982-09-17
Publication date: 1985-01-24
Also published as: JPS5859711A; JPS5915765B2; DE3234571A1; US4493223A

Abstract

Ein schaltbares Drehzahluntersetzungsgetriebe für ein rotierendes elektrisches Maschinenwerkzeug umfaßt zwei auf einer Getriebewelle (35) sitzende Wechselräder (55 und 56) unterschiedlicher Zähnezahl, die sich ständig in Eingriff mit einem auf einer Motorwelle (33) sitzenden Doppelritzel (34) befinden. Die Getriebewelle (35) hat eine Keilnut (38), in der ein von außen verschiebbarer Keil (39) geführt ist, der zur Umschaltung während des Betriebes zwei über die Mantelfläche der Getriebewelle (35) vorstehende Nasen (40 und 41) in einem festen Abstand L ↓1 hat, der größer als der feste Abstand L ↓2 der voneinander abgewandten Stirnflächen der Wechselräder (55 und 56) ist. Jedes der Wechselräder (55 und 56) hat an seiner außen liegenden Stirnfläche Ausnehmungen (61a bis 61c), in die je nach Schaltstellung die eine oder die andere Nase (40 oder 41) des Keils (39) eingreift und damit eine drehfeste Verbindung zwischen dem betreffenden Wechselrad und der Getriebewelle schafft.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zweiganggetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Fig. 1 und 2 der Zeichnung zeigen schaltbare Drehzahluntersetzungsgetriebe bekannter Bauart.

In der Fig. 1 kämmt ein auf einer Motorwelle 1 sitzendes Ritzel 2 mit einem Zahnrad 3, das achsgleich mit mit ihm drehfest verbundenen Wechselrädern 4 und 5 angeordnet ist. Auf einer Zwischenwelle 8 sitzen axial mittels eines handbetätigten Schiebers 9 verschiebbar zwei fest miteinander verbundene Zahnräder 6 und 7. In der einen Stellung des handbetätigten Schiebers steht das Zahnrad 7 mit dem Wechselrad 5 im Eingriff, in der anderen Stellung des Schiebers 8 steht das Zahnrad 6 mil dem Wechselrad 4 im Eingriff. Je nach Stellung des Schiebers 9 ergeben sich damit unterschiedliche Untersetzungsverhältnisse. Die Zwischenwelle 8, mit der die Zahnräder 6 und 7 drehfest verbunden sind, trägt an ihrem Ende ein Ritzel 10, das mit einem Zahnrad eines nachfolgenden Untersetzungsgetriebes 11 kämmt. Dieses bekannte schaltbarc Getriebe baut relativ groß, da die Wechselräder 4 und 5 einen gewissen Abstand voneinander haben müssen und nicht direkt mit dem Motor verbindbar sind, weshalb das weitere Zahnrad 3 als Zwischenrad benötigt wird. Wenn die Zähne der Zahnräder und 7 und der Wechselräder 4 und 5 während des Umschaltens nicht genau auf Lücke stehen, ist ein weiches Umschalten während des Betriebes nicht möglich.

Bei gewaltsamem Umschalten brechen daher auch mitunter die Zähne aus.

Das in Fig.2 dargestellte, aus der DE-OS 29 36 996

bekannte Zweiganggetriebe ist demgegenüber verbessert und umfaßt einen Motor 11, auf dessen Welle ein aus den Ritzeln 12a und 126 bestehendes Doppelritzel

12 sitzt, das sich ständig im Eingriff mit Wechselrädern

13 und 14 befindet, die euf einer Getriebewelle Ϊ5 angeordnet sind. Diese Getriebewelle 15 ist mit einer Keilnut versehen, in der ein Keil 16 über einen handbetätigten Schieber 1.7 verschiebbar gelagert ist Die Wechselräder 13 und 14 haben Keilnuten 13a und 14a zur Aufnahme einer Nase 16a des Keils 16, so daß je nach dessen Stellung entweder das eine oder das andere Wechselrad drehfest mit der Getriebewelle 15 verbunden ist Am Ende dieser Getriebewelle 14 sitzt wiederum ein Ritzel 17, das die Verbindung zu einem nachgeschauten Untersetzungsgetriebe 18 herstellt Nachteilig an diesem Getriebe ist der Umstand, daß die Keilnuten 13a und 14a der Wechseiräder 13 und 14 miteinander fluchten müssen, damit der Keil 16 in Eingriff mit dem einen oder mit dem anderen Rad gebracht werden kann. Wenn die Keilnuten 13a und 14a nicht miteinander fluchten, kann der Keil 16 nicht bewegt werden, so daß eine weiche Umschaltung nicht möglich ist Andererseits kann die Nase 16a sich abet auch in einer Zwischenstellung des Keils 16 gleichzeitig in Eingriff mit beiden Wechselrädern 13 und 14 befinden, was ebenfalls eine Umschaltung im Betrieb ausschließt. Schließlich werden die Wechseiräder 13 und 14 auch durch Zwischenwände 19a und 19Z>des Gehäuses 19 an einer axialen Verschiebung gegenüber dem Keil 16 gehindert, was dazu führt, daß die Wechseiräder 13 und 14 sich während des Betriebes in gleitender Berührung mit den Zwischenwänden 19a und 196 befinden, was zu Reibungsverlusten und einer Erhöhung des Geräuschpegels führt

Ein derartiges gattungsgemäßes Zweiganggetriebe ist aus der CH-PS 5 46 615, Spalt'· K Zeilen 45 bis 53 bekannt, ohne daß dort allerdings der Aufbau dieses Getriebes im einzelnen beschrieben ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Getriebe dieser Bauart die Wechselträger axial verschiebungssicher auf der Getriebewelle festzulegen, ohne daß hierdurch die Längsverschiebbarkeit des mit der Getriebewelle umlaufenden Keils behindert wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Zweiganggetriebe, bei denen nnstelle eines verschiebbaren Keils andere Mitnehmerglieder verwendet werden, sind bekannt. So zeigt die DE-OS 19 57 234 ein Mitnehmerglied in Form eines Querstiftes in der Gelriebewelle, die CH-PS 4 66 001 ein Mitnehmerglied in Form eines in der Getriebewelle angeordneten Schwenkkeiles und die US-PS 31 78 956 ein Mitnehmerglied in Form eines Querstiftes in der Getriebewelle, der mit axial federbelasteten Getrieberädern wechselweise in Eingriff gebracht werden kann.

Der Anspruch 2 betrifft eine vorteilhafte Ausfüh-

bo rungsform des hier vorgeschlagenen Zweiganggetriebes, für die jedoch im Hinblick auf den aus der DE-OS 25 11 469 bekannten Stand der Technik ein selbständiger Schutz nicht geltend gemacht wird.

In den weiteren Figuren der Zeichnung ist ein Elek-

b5 trowerkzeug mit einem Zweiganggetriebe nach der Erfindung in einer beispielsweise gewählten Ausführungsform wiedergegeben. Es zeigt

F i g. 3 einen Schnitt durch das Elektrowerkzeug,

F i g. 4 einen Schnitt durch die Wechselräder und die GetriebeweHe des Getriebes nach F i g. 3,

Fig.5 eine Ansicht des Getriebes der Fig.4 von links,

F i g. 6 eine perspektivische Darstellung des Getriebes nach Fig. 4,

F i g. 7 einen Schnitt durch die GetriebeweHe im Bereich eines Sicherungsringes,

F i g. 8 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Schierbers und weiterer damit in Wirkverbindung stehender Teile,

F i g. 9 eine Unteransicht des Schiebers nach F i g. 8 und

Fig. 10a bis 1Od Schnitte durch die funktionswesentlichen Teile des Getriebes in verschiedenen Schaltstellungen.

Das in F i g. 3 dargestellte Elektrowerkzeug hat ein pistolenförmiges Gehäuse 20, das vorzugsweise zweigeteilt ist. Ein Batteriegehäuse 22, das eine Batterie enthält, ist über eine untere öffnung 21a in ein Griffteil 21 des Gehäuses 20 herausnehmbar eingesetzt, so daß ein Batteriestecker 23 eine elektrische Verbindung zu einem Gegenstecker 24 herstellt Das Griffstück 21 ist vorderseitig in der Nähe einer Wurzel mit einem Ein/ Ausschalter 25 und einem Richtungsumkehrschalter 26 versehen, so daß die elektrische Verbindung zu einem Motor 28 in dem Hauptkörper 27 über die Schalter 25 und 26 hergestellt wird.

Der Motor 28 ist in dem rückwärtigen, unteren Teil des Hauptkörpers 27 des Werkzeuges untergebracht Im hinteren, oberen Teil über dem Motor 28 befindet sich eine Drehzahlumschalteinrichtung 29. Im mittleren Abschnitt des Hauptkörpers 27 ist ein Getriebe 30 vorgesehen, an welches sich im vorderen Ende des Hauptkörpers 27 ein Untersetzungsgetriebe 31 anschließt, das ein Bohrfutter 32 antreibt. Auf dem Ende der Motorwelle 33 des Motors 28 sitzt drehfest ein Doppelritzel 34. Das Gertiebe 30 enthält eine GetriebeweHe 35, die parallel zu der Motorwelle 33 liegt und sich axial in der Mitte des Hauptkörpers befindet. An ihren beiden Enden ist die GetriebeweHe 35 in dem Hauptkörper 27 über Lager 36 und 37 gelagert. Die GetriebeweHe 35 hat eine Keilnut 38, weiche einen verschiebbaren Keil 39 aufnimmt. Dieser besitzt an seinen beiden Enden je eine vorspringende Nase 40 und 41. Diese Nasen haben einen festen Abstand L\ und stehen mit ihren oberen Enden über die Umfangsfläche der GetriebeweHe 35 vor. Der zwischen den beiden Nasen liegende Abschnitt des Keils ist vollständig von der Keilnut aufgenommen, steht also nicht über die Mantelfläche der GetriebeweHe 35 vor.

Wie aus den F i g. 4 bis 6 ersichtlich, hat der Keil 39 in seinem hinteren Abschnitt eine Ringnut 42, in welche eine bewegliche Platte 44 sitzt, die eine Bohrung 43 aufweist, welche einen freien Durchtritt der GetriebeweHe 35 ermöglicht, so daß die Platte 44 gegenüber der GetriebeweHe 35 verdrehbar ist. Aus F i g. 8 geht hervor, daß die bewegliche Platte 44 zu einem Teil in einer kreisbogenförmigen Nut 45a sitzt, die an einem Ende eines Schalthebels 45 ausgebildet ist. Der Sehalthebel 45 ist gemäß F i g. 3 im hinteren Teil des Hauptkörpers 27 parallel zu der GetriebeweHe 35 angeordnet und axial verschiebbar gehalten. Er hat an seinem anderen Ende einen waagerechten Abschnitt 47 gegenüber dem mittigen unteren Teil eines Umschaltschiebers 46. Dieser waagerechte Abschnitt 4"" verläuft rechtwinklig zu der GetriebeweHe 35 und endet in einem senkrechten Abschnitt 48, der seinerseits in den Schieber 46 eingreift.

Der Schieber 46 hat oberseitig einen Knopf 46a, der durch einen Schlitz 49 in dem Hauptkörper 27 hindurch nach außen ragt Der Schieber 46 ist gleitend verschiebbar gelagert zwischen der Innenfläche 27s des Hauptkörpers 27 und einer Führung 276, die in dem Hauptkörper 27 angeordnet ist Der Schieber 46 ist somit parallel und axial versetzt zu der GetriebeweHe 35 bewegbar. Gemäß F i g. 8 ist an der unteren Seite des Schiebers 46 ein kastenförmiges Federgehäuse 466 ausgebildet, das

ίο unterseitig offen ist und in seinem mittleren Abschnitt vier Rippen 50a bis 5Od hat. Zwischen die einander gegenüberstehenden Rippen 50a und 506 sowie die eine Stirnfläche 466'ist eine erste Schraubenfeder 51 in vorgespanntem Zustand eingesetzt, zwischen der anderen gegenüberstehenden Rippen 50c und 5Od sowie die andere Stirnfläche 466" ist eine wettere vorgespannte Schraubenfeder 52 eingesetzt Zwischen den Rippen 50a und 506 einerseits sowie 50c und 5Od andererseits verbleibt ein Raum 53. Außerdem hat das Federgehäuse 466 am Unterrand einer Seitenwano^ag einen Führungsausschnitt 54. Der waagerechte Abschnitt 47 des Schalthebels 45 durchquert diesen Führungsausschnitt 54 und wird von diesem geführt Der senkrechte Abschnitt 48 liegt in dem Raum 53 zwischen den Schraubenfederr-51 und 52. Wenn somit der Schieber 46 in die eine Richtung bewegt wird, gleitet der Führungsausschnitt 54 über den waagerechten Abschnitt 47, während der senkrechte Abschnitt 48 des Schalthebels 45 frei in den Zwischenraum zwischen den Rippen 50a und 506 oder 50c und 5Od eintritt. Im Ergebnis stützt sich ein Ende der Schraubenfeder 51 oder 52 gegen die Seitenfläche des senkrechten Abschnittes 48 des Schalthebels 45 ab und drückt den Schalthebel 45 in Schieberichtung des Schiebers 46, so daß der Schalthebel 45 die bewegliehe Platte 44 axial auf der Getriebewelle 35 verschiebt, wodurch sich auch der Keil 39 in der Keilnut 38 der GetriebeweHe 35 verschiebt.

Zwischen den Nasen 40 und 41 des Keils 39 sitzen auf der GetriebeweHe 35 zwei Wechselräder 55 und 56, deren außen liegende Stirnfläche einen axialen Abstand L· voneinander haben, der kürzer als der Abstand L\ zwischen den Nasen 41 und 42 ist Gegen Verschiebung in axialer Richtung sind die Wechselräder 55 und 56 durch zwei Sicherungsringe 58 gehindert, von denen jeder in einer Umfangsnut 57 der GetriebeweHe 35 sitzt. Die Wechselräder 55 und 56 befinden sich daher ständig in Eingriff mit dem Doppelritzel 34. Wie Fig.7 zeigt, ist jede Umfangsnut 57 so gearbeitet, daß der Nutengrund tiefer (also näher an der Achse der Getriebewelle 35 liegt, als die Oberseite des Keils 39 in seinem Abschnitt zwischen den Nasen 40 und 41. Die Wechselräder 55 und 56 unterscheiden sich voneinander im Übersetzur.gswrhältnis. Zwischen ihnen liegt eine Scheibe 59. An ihren außenliegenden Stirnflächen haben die Wechselräder 55 und 56 jeweils einen ringförmigen Vorsprung 60. Jeder dieser Vorsprünge 60 weist axialaußenseitig drei sektorförmige Ausnehmungen 61a bis 61c auf, in welche die Nise 40 oder 41 des Keiles 39 bei entsprechender Verschiebung in der Keilnut 38 eingreift und an die Innenfläche 61' der betreffenden Ausnehmung 61a bis 61c zur Anlage kommt, wodurch eine drehfeste Verbindung zwischen dem betreffenden Wechselrad 55 oder 56 und der Getriebewelle 35 geschaffen wird. Jeder d.r Sicherungsringe 58 hat gemäß Fig. 7 C-Form und liegt mit seinem Umfangsabschnitt gegen die Außenfläche des zugeordneten ringförmigen Vorsprungs 60 an. An seinen beiden öffnungseitigen Enden 58a und 586 ist jeder der Sicherungsringe 58 V-för-

mig um einen Winkel θ abgeschrägt, so daß der Bereich der inneren Kante 58' jedes Endes 58a oder 58i> des Sicherungsringes 58, der sich in Berührung mit einer Seitenfläche des Keils 39 befindet, möglichst kiein wird, damit die Schiebebewegung des Keils 39 nicht behindert wird.

Das Untersetzungsgetriebe 31 ist so ausgelegt, daß ein Ritzel 62 am äußersten Ende der Getriebewelle 35 mit einem Planetenrad 63 (vergl. Fig.3) kämmt und eine Schraubenfeder 65 sich einerseits gegen einen Schraubgewindering 64 zur Einstellung des Drehmoments abstützt, andererseits gegen ein inneres Getrieberad 67 über Kugeln 66 abstützt, so daß das Planetenrad 63 das innen liegende Getrieberad 67 antreibt und das Bohrfutter 32 mit einer untersetzten Drehzahl über einen exzentrisch mit dem Bohrfutter 32 verbundenen Zapfen 68 des Planetengetriebes 63 angetrieben wird.

Nachfolgend wird die DrcrUäniuiüScnäiiüMg dieses Werkzeugs beschrieben. Nach Betätigung der Schalter 25 und 26 dreht die Welle 33 des Motors 28 in der vorgegebenen Richtung und die Wechselräder 55 und 56 werden über das Ritzel 34 angetrieben. In den F i g. 3 und 10a ist der Schieber 46 in Richtung des Pfeiles X geschoben, so daß die Nase 40 des Keils 39 in der Ausnehmung 61a des Wechselrades 56 gehalten wird. Die Getriebewelle 35 dreht sich folglich mit niedriger Drehzahl entsprechend derjenigen des Wechserades 56 und überträgt diese Drehung auf das Bohrfutter 32 über das Untersetzungsgetriebe 31. In Fig. 10b ist der Schieber 46 während der Verschiebebewegung in Richtung des Pfeiles Vgezeigt. Die Schraubenfeder 51 drückt auf den senkrechten Abschnitt 48 des Schalthebels 45, so daß die Nase 40 des Keils 39 über die verschiebbare Platte 44 aus der Ausnehmung 61a des Wechselrades 56 herausgedrückt wird, das somit mit der Getriebewelle 35 nicht stellte, C-förmige Sicherungsring 58 mit seinen beiden um einen Winkel θ abgeschrägten Enden 58a und 586, der in der Umfangsnut 57 der Getriebewelle 35 sitzt, so daß der Keil 39 in der Keilnut 38 verschiebbar, die Wechselräder 55 und 56 hingegen axial verschiebungssicher festgelegt sind. Hierdurch wird zusätzlich eine Geräuschminderung im Vergleich zu bekannten Getrieben erreicht.

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sich die Nase 41 des Keils 39 mit keiner der Ausnehmungen 61a bis 61c des Wechselrades 55 in Eingriff, und zwar zufolge der Beziehung U > L₂ in F i g. 4. Die Getriebewelle 35 kommt daher zum Stillstand. Fig. 10c zeigt den Schieber 46 auf seinem weiteren Weg in Richtung des Pfeiles V. wobei die Nase 41 des Keils 39 gerade noch nicht mit einer der Ausnehmungen 61a bis 61c in Eingriff kommt, also gegen einen vorspringenden Abschnitt 61" zwischen entsprechenden Ausnehmungen 61a bis 61c anliegt, wodurch die Schraubenfeder 51 zusammengedrückt wird, während der Schieber 46 weiter in die andere Schaltstellung gleitet. Auf diese Weise wird der Keil 39 über die bewegliche Platte 44. den Schalthebel 45 -und die komprimierte Schraubenfeder 51 in elastischer Verbindung mit dem Wechselrad 55 gehalten. In Fig. 1Od ist nun infolge der Drehung des Wechselrades 55 und der Wirkung der Schraubenfeder 51 die Nase 41 in Eingriff mit einer der Ausnehmungen 61a bis 61c gekommen, so daß das Wechselrad 55 drehfest mit der Getriebewelle 35 über den Keil 39 verbunden ist und das Bohrfutter 32 mit einer höheren Drehzahl antreibt Wenn nun der Schieber 46 wieder in Richtung des Pfeiles X geschoben wird, um den Keil 39 in Eingriff mit dem Wechselrad 56 zu bringen, laufen sinngemäß die to gleichen Vorgänge ab.

Das beschriebene schaltbare Untersetzungsgetriebe weist also zwei Wechselräder zwischen den Nasen des Keiis auf, die wechselweise in Ausnehmungen an der äußeren Stirnfläche des jeweiligen Wechselrades eingreifen, wodurch es möglich ist, auch während des Betriebes, also bei laufendem Motor, die Drehzahl umzuschalten. Wesentlich ist hierbei auch der in F i g. 7 darge-Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zweiganggetriebe für ein Elektrowerkzeug, bestehend aus zwei Wechselrädern unterschiedlicher Zähnezahl, die mit einem von dem Motor des Maschinenwerkzeugs angetriebenen Doppelritzel ständig in Eingriff stehen und drehbar, jedoch axial verschiebungssicher auf einer Getriebewelle gelagert sind, mit der sie über einen in einer Keilnut dieser Getriebewelle geführten, mittels eines handbetätigten Schiebers verschiebbaren Keil wechselweise drehfest verbindbar sind, wobei der Keil zwei über die Mantelflächen der Getriebewelle vorstehende Nasen hat, die je nach Stellung des Schiebers wechselweise in an den Stirnflächen der Wechselräder in deren achsnahem Bereich ausgebildete Ausnehmungen eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (61a bis 6IcJ jeweils an den auSenseitigcr. Stirnflächen der Wechseiräder (55,56) vorgesehen sind, daß der Abstand (L₂) dieser Stirnflächen kleiner als der lichte Abstand (L₁) der Nasen (40,41) des Keils (39) ist, daß die Getriebewelle (35) zwei Umfangsnuten (57) hat, deren Nutengrund tiefer als der zwischen den Nasen (40, 41) liegende Abschnitt des Keils (39) ist und die einen C-förmigen, aufschnappbaren Sicherungsring (58) als Schublager für das zugehörige Wechselrad aufnehmen, der eine Durchtrittsöffnung für den Keil (39) hat, wozu dieser an seinen beiden Enden V-förmig abgeschrägt ist

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (46) durch den Keil (39) über einen Schalthebel (45) uetätigbar ist, dessen schieberseitiges Ende zwischen zwei Federn (51,52) liegt, die sich, einander entgegengerichtet, in dem Schieber (46) befinden.