DE3311263A1 - Hand tool with two-speed transmission - Google Patents
Hand tool with two-speed transmissionInfo
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Abstract
Description
BERG "STA'PF. : SCHWABE'. SANDMAIR \ BERG "STA'PF.: SCHWABE '. SANDMAIR \
PATENTANWÄLTE"PATENT LAWYERS "
MAUERKIRCHERSTHASSt 45 8000 MUNCHLN 80MAUERKIRCHERSTHASSt 45 8000 MUNCHLN 80
Anwaltsakte 32 751 28. xMärz 1983Attorney's file 32 751 March 28, 1983
HILTI Aktiengesellschaft FL-9494 SchaanHILTI Aktiengesellschaft FL-9494 Schaan
Handgerät mit ZweiganggetriebeHand-held device with two-speed gearbox
COPVCOPV
HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN Fürstentum LiechtensteinHILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN Principality of Liechtenstein
Die Erfindung betrifft ein Handgerät, wie Bohrhammer, Schlagbohrmaschine, Schrauber und dgl, mit einem Zweiganggetriebe, bei dem eine mit Zahnritzeln versehene Vorgelegewelle von einem Antriebsmotor in Drehung versetzt wird, ein Zahnräderblock auf einer die Drehbewegung auf einen Werkzeughalter übertragenden Hohlwelle gegenüber der Vorgelegewelle axial verschiebbar ist und eine Schaltgabel zur Axialverschiebung des Zahnräderblocks vorgesehen ist, wobei die Schaltgabel von einem Schaltnocken eines als Drehknopf ausgebildeten Betätigungsorgans verschiebbar ist. ■The invention relates to a hand-held device, such as a hammer drill, impact drill, Screwdrivers and the like, with a two-speed transmission, in which a countershaft provided with toothed pinions is driven by a drive motor is set in rotation, a gear block on a transferring the rotary movement to a tool holder Hollow shaft is axially displaceable with respect to the countershaft and a shift fork for axial displacement of the gear block is provided, the switching fork being displaceable by a switching cam of an actuating member designed as a rotary knob is. ■
Bekannte Handgeräte, insbesondere elektromotorisch betriebene Handwerkzeuge, wie Bohrmaschinen, Schlagbohrmaschinen und Bohrhämmer, weisen ein mechanisch schaltbares Zweiganggetriebe auf. Ein solches Getriebe ermöglicht eine Anpassung der Spindeldrehzahl an unterschiedliche Werkzeugdurchmesser. Im Unterschied zu einer elektronischen Drehzahlregelung steht dabei stets die volle Antriebsleistung zur Verfügung, da die Drehzahl des Motors nicht herabgesetzt wird.Known hand-held devices, especially those operated by electric motors Hand tools such as drills, impact drills and rotary hammers have a mechanically switchable two-speed transmission. Such a gear enables the spindle speed to be adapted to different tool diameters. In contrast to With an electronic speed control, the full drive power is always available, as the speed of the motor is not degraded.
Ein mechanisch schaltbares Getriebe weist jedoch auch gewisse Nachteile auf. Um ein unbeabsichtigtes Verschieben des Zahnrädei:blockes beispielsweise infolge von beim Betrieb auftretenden Vibrationen zu verhindern, muss der Zahnräderblock in seinen Endstellungen fixiert werden. Eine mögliche Lösung hierzu besteht darin, für den Zahnräderblock eine Kalteraste vorzusehen. Beim Schalten des Getriebes muss allerdings der Widerstand dieser Kalteraste überwunden werden, was relativ grosse, durch einen Schaltmechanismus zu übertragende Schaltkräfte ergibt.However, a mechanically switchable transmission also has certain disadvantages. To prevent unintentional shifting of the gear wheel: block to prevent for example as a result of vibrations occurring during operation, the gear wheel block must be in his End positions are fixed. One possible solution to this is to provide a cold lock for the gear block. When shifting the transmission, however, the resistance of this cold button must be overcome, which is relatively large results in a switching mechanism to be transmitted switching forces.
Eine weitere bekannte Lösung besteht darin, das Schaltorgan in seinen Endstellungen durch eine Halteraste zu arretieren. Auch hier muss zum Schalten des Getriebes die Kalteraste überwunden werden, was hohe Kräfte erfordert.Another known solution consists in locking the switching element in its end positions by means of a holding latch. Even here the cold button must be overcome in order to shift the transmission, which requires high forces.
Weitere bekannte Möglichkeiten bestehen darin, das Schaltorgan so zu arretieren, dass es durch Drücken und Drehen bzw Ziehen und Drehen betätigt werden kann. Diese Art der Schaltung ist sehr umständlich und insbesondere beim Tragen von Handschuhen problematisch.Other known possibilities consist in locking the switching element in such a way that it can be opened by pushing and turning or pulling and turning can be operated. This type of circuit is very cumbersome and especially when wearing gloves problematic.
Schliesslich ist es bekannt, das Schaltorgan so auszubilden, dass es zum Umschalten einer Getriebestufe in die andere um einen Winkel von 180° verdreht werden muss. Auch dies ist relativ umständlich. Ausserdem ist bei einem um 180° verdrehbaren Schaltorgan nicht ohne weiteres ersichtlich, in welcher Stellung sich das Schaltorgan befindet. Gegebenenfalls am Schaltorgan bzw am Gehäuse angeordnete Markierungen können beim Betrieb des Gerätes verschmutzt und somit nicht mehr lesbar sein.Finally, it is known to design the switching element in such a way that that it has to be rotated through an angle of 180 ° to switch from one gear stage to the other. This is also relative laborious. In addition, one can be rotated by 180 ° Switching element not immediately apparent in which position the switching element is. If necessary on the switching element Markings or markings arranged on the housing can become soiled during operation of the device and therefore no longer legible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach und mit geringem Kraftaufwand betätigbaren Schaltmechanismus für ein Handgerät mit einem Zweiganggetriebe zu schaffen.The invention is based on the object of providing a switching mechanism for a To create a hand-held device with a two-speed transmission.
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass die Schaltgabel eine Schaltkulisse aufweist und die Schaltkulisse und der Schaltnocken in Drohendstellung des Schaltorgans miteinander in Kontakt tretende Stützflächen aufweisen, wobei dieAccording to the invention, this is achieved in that the Shift fork has a shift gate and the shift gate and the switching cam with each other in the threatening position of the switching element having contacting support surfaces, wherein the
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Flächennormale der Stützflächen in den Drehendstellungen des Schaltorgans dessen Drehachse schneidet.Surface normals of the support surfaces in the rotational end positions of the Switching organ intersects the axis of rotation.
Durch^die erfindungsgemässe Ausbildung verläuft die resultierende, dem Verschieben des Zahnräderblockes entgegenwirkende, an den Stützflächen zu übertragende Kraft durch den Mittelpunkt der miteinander in Kontakt tretenden Bereiche der Stützflächen sowie durch die Drehachse des Schaltorgans. In den Drehendstellungen kann somit am Schaltorgan vom Getriebe her kein Drehmoment auftreten. Eine zusätzliche Arretierung des Zahnräderblokkes, der Schaltgabel oder des Schaltorgans ist nicht erforderlich. Die am Schaltorgan aufzubringende Schaltkraft ist somit sehr gering.The resultant, the shifting of the gear block counteracting force to be transmitted to the support surfaces through the center point the areas of the support surfaces that come into contact with one another and through the axis of rotation of the switching element. In the turning end positions therefore no torque can occur on the switching element from the gearbox. An additional locking of the gear block, the shift fork or the shift member is not required. The switching force to be applied to the switching element is thus very low.
Die Neigung der Stützfläche an der Schaltkulisse ist abhängig vom gewünschten Schaltwinkel des Schaltorgans. Um günstige Verhältnisse zu schaffen, ist es vorteilhaft, dass die Stützflächen an der Schaltkulisse um einen Winkel von etwa 45° zur Verschieberichtung geneigt sind. Durch eine solche Anordnung der Stützflächen ergibt sich einerseits ein günstiger Schaltwinkel des Schaltorgans und andererseits ein genügend grosser Schaltweg der Schaltgabel.The inclination of the support surface on the shift gate depends on the desired switching angle of the switching element. About favorable conditions To create, it is advantageous that the support surfaces on the shift gate at an angle of about 45 ° to the direction of displacement are inclined. Such an arrangement of the support surfaces results on the one hand in a favorable switching angle of the Switching organ and on the other hand a sufficiently large switching path of the shift fork.
Um eine Arretierung des Schaltorgans in beiden Drehendstellungen zu ermöglichen, ist es zweckmässig, dass beidseitig des Schaltnockens je eine Schaltkulisse vorgesehen ist, deren Stützflächen einen Oeffnungswinkel von etwa 90° bilden. Eine solche Anordnung der Stützflächen ergibt einen Schaltwinkel des Schaltorgans von etwa 90°. Ein solcher Schaltwinkel des Schaltorgans ist bedienungstechnisch günstig. Ausserdem ist sofort ersichtlich, in welcher Stellung sich das Schaltorgan befindet.In order to enable the switching element to be locked in both rotational end positions, it is advisable that the Switching cam is provided with a switching gate, the support surfaces of which form an opening angle of about 90 °. One Such an arrangement of the support surfaces results in a switching angle of the switching member of about 90 °. Such a switching angle of the switching element is convenient to use. In addition, it is immediately apparent in which position the switching element is located.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:The invention is to be explained in more detail below with reference to drawings which show it for example. Show it:
Fig. 1 ein erfindungsgemässes Handgerät mit mechanisch schaltbarem Zweiganggetriebe, teilweise im Schnitt dargestellt,1 shows a hand-held device according to the invention with mechanical switchable two-speed gearbox, partly shown in section,
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Fig. 2 einen Schnitt durch das Gerät gemäss Fig. 1 entlang der linie H-II, in der einen Drehendstel- ^ lung des Betätigungorgans,FIG. 2 shows a section through the device according to FIG. 1 the line H-II, in the one end of rotation position of the actuator,
Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 2, in der anderen Drehendstellung des Betätigungsorgans.3 shows a section corresponding to FIG. 2, in the other rotational end position of the actuating member.
Das aus Fig. 1 ersichtliche, als Bohrhammer ausgebildete Gerät weist ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Gehäuse mit einem seitlich vom Gehäuse 1 wegragenden Handgriff la auf. Der Handgriff la ist mit einem Netzschalter 2 versehen. Im Gehäuse 1 ist eine insgesamt mit 3 bezeichnete Vorgelegewelle über eine Lagerbüchse 4 drehbar, jedoch axial feststehend, gelagert. Bei Betätigung des Netzschalters 2 wird die Vorgelegewelle 3 durch einen nicht dargestellten Antriebsmotor in Drehung versetzt. Die Vorgelegewelle 3 ist mit zwei in axialem Abstand voneinander angeordneten Zahnritzeln 3a, 3b von unterschiedlichem Durchmesser versehen. Im Gehäuse 1 ist ausserdem eine insgesamt mit 5 bezeichnete Hohlwelle über ein Wälzlager 6 drehbar gelagert. Das Wälzlager 6 ist durch einen Sicherungsring 7 auf der Hohlwelle 5 befestigt. Die Hohlwelle 5 weist einen Führungszylinder 5a auf, in dem ein der Erzeugung der Schlagbewegung dienender Erregerkolben 8 sowie ein Schlagkolben 9 axial verschiebbar gelagert sind. Zwischen dem Erregerkolben 8 und dem Schlagkolben 9 befindet sich ein Luftpolster. Im vorderen Bereich der Hohlwelle 5 ist ferner ein der Uebertragung der Schlagenergie auf ein nicht dargestelltes Werkzeug dienender Döpper 10 axial verschiebbar gelagert. Die Aussenseite des Führungszylinders 5a ist mit einer Vielkeilverzahnung 5b versehen. Ein "insgesamt mit 11 bezeichneter Zahnräderblock ist über die Vielkeilverzahnung 5b axial verschiebbar, jedoch drehfest, mit der Hohlwelle 5 verbunden. Der Zahnräderblock 11 besteht aus zwei Zahnrädern 11a, 11b von unterschiedlichem Durchmesser. In der in Fig. 1 dargestellten Stellung steht das kleinere Zahnrad 11a in Eingriff •nit dem grösseren Ritzel 3a der Vorgelegewelle 3. Das grössere Zahnrad 11b ist durch axiales Verschieben des Zahnräderblockes Il mit dem kleineren Zahnritzel 3b der Vorgelegewelle 3 in.Eingriff bringbar. Das Verschieben des ZahnrSrierbJ.oc.kes 11 erfolgtThe device which can be seen from FIG. 1 and is designed as a hammer drill has a housing, denoted overall by 1, with a handle la protruding laterally from the housing 1. The handle la is provided with a power switch 2. In the housing 1 is a total of 3 designated countershaft over a bearing bush 4 rotatable, but axially fixed, mounted. When the power switch 2 is actuated, the countershaft 3 is not activated by a shown drive motor in rotation. The countershaft 3 is arranged with two axially spaced from one another Provided pinions 3a, 3b of different diameters. In the housing 1 is also designated a total of 5 The hollow shaft is rotatably supported by a roller bearing 6. The roller bearing 6 is secured to the hollow shaft 5 by a locking ring 7 attached. The hollow shaft 5 has a guide cylinder 5a in which an exciter piston serving to generate the impact movement 8 and a percussion piston 9 are axially displaceable. Located between the exciter piston 8 and the percussion piston 9 a cushion of air. In the front area of the hollow shaft 5 there is also a transmission of the impact energy to a Not shown tool serving anvil 10 mounted axially displaceably. The outside of the guide cylinder 5a is provided with a spline 5b. A "total of 11 designated gear wheel block is on the spline 5b is axially displaceable, but non-rotatably connected to the hollow shaft 5. The gear block 11 consists of two gear wheels 11a, 11b of different diameters. In the position shown in Fig. 1, the smaller gear 11a is in mesh • with the larger pinion 3a of the countershaft 3. The larger one Gear 11b engages with the smaller pinion 3b of the countershaft 3 by axially displacing the gear block II bringable. The shifting of the ZahnrSrierbJ.oc.kes 11 takes place
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drehen des Schaltorgans 14 gegenüber dem Gehäuse 1 wird durch die zwischen dem Schaltorgan 14 und dem Gehäuse 1 auftretende Reibung weitgehend verhindert. Ausserdem tritt auch an den Stützflächen 12c, 12d, 14c Reibung auf, welche eine Relativbewegung zwischen der Schaltgabel 12 und dem Schaltorgan 14 behindert. Sollte diese Reibung nicht ausreichen, um das Schaltorgan 14 gegen unbeabsichtigtes Verdrehen, beispielsweise infolge von auftretenden Vibrationen, zu sichern, kann zusatz- . lieh ein Rastelement vorgesehen werden. Die Haltekraft eines solchen Rastelementes kann jedoch gering sein, da es keine vom Getriebe her stammenden Kräfte aufnehmen muss. Die Verriegelung zwischen der Schaltgabel 12 und dem Schaltorgan 14 ist selbsthemmend, dh auch durch grössere seitliche Kräfte auf die Schaltgabel 12 kann das Schaltorgan 14 in den Drehendstellungen nicht verdreht werden.rotation of the switching element 14 with respect to the housing 1 is caused by the occurring between the switching element 14 and the housing 1 Friction largely prevented. In addition, friction occurs on the support surfaces 12c, 12d, 14c, which causes a relative movement between the shift fork 12 and the shift member 14 is obstructed. Should this friction not be enough to prevent the Switching member 14 to secure against unintentional rotation, for example as a result of vibrations occurring, can additional. borrowed a locking element can be provided. The holding force of such a locking element can, however, be low, since there is no from Gear must absorb forces originating from here. The locking between the shift fork 12 and the shift element 14 is self-locking, that is to say, even through greater lateral forces on the shift fork 12, the shift element 14 cannot in the rotational end positions be twisted.
Wie aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist, beträgt der Schaltwinkel des Schaltorgans 14 von einer Drehendstellung zur anderen etwa 90°. Ein solcher relativ kleiner Schaltwinkel erleichtert das Umschalten von einer Getriebestufe in die andere. Ausserdem ist von aussen ohne weiteres ersichtlich, in welcher Schaltstellung sich das Schaltorgan 14 befindet. Je nach erforderlichem Schaltweg, vorhandenen Platzverhältnissen und dgl kann der Schaltweg des Schaltorgans 14 jedoch auch etwas grosser oder kleiner als 90° gewählt werden. In diesem Fall sind entsprechende Aenderungen der Neigung der Stützflächen 12c, 12d an der Schaltgabel 12 erforderlich.As can be seen from Figures 2 and 3, the switching angle is of the switching element 14 from one rotational end position to the other approximately 90 °. Such a relatively small switching angle facilitates switching from one gear stage to the other. In addition, it is readily apparent from the outside in which Switching position is the switching element 14. Depending on the required switching path, available space and the like However, the switching path of the switching element 14 can also be selected to be somewhat larger or smaller than 90 °. In this case are corresponding changes in the inclination of the support surfaces 12c, 12d on the shift fork 12 are required.
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mittels einer insgesamt mit 12 bezeichneten, auf einer Führungsstanae 13 axial verschiebbar gelagerten Schaltgabel. Der Verschiebeweg der Schaltgabel 12 wird einerseits durch das Gehäuse 1 und andererseits durch einen Absatz an der Führungsstange 13 begrenzt. Die Schaltgabel 12 weist zwei das Zahnrad 11b seitlich führende Backen 12a auf. Zur Betätigung der Schaltgabel ist ein insgesamt mit 14 bezeichnetes, um eine senkrecht zur Rotationsachse der Hohlwelle 5 verlaufende Drehachse verdrehbares Schaltorgan vorgesehen. Das Schaltorgan 14 steht über einen Schaltnocken 14a mit der Schaltgabel 12 in Eingriff. Das Schaltorgan 14 weist ferner einen über das Gehäuse 1 hinausragenden Drehknopf 14b auf. Zum Schalten des Getriebes von einer Drehzahlstufe in die andere wird das Schaltorgan 14 um seine Jichse verdreht und dabei über den Schaltnocken 14a die Schaltgabel 12 mitsamt dem Zahnräderblock 11 axial verschoben. Am vorderen Ende des Gehäuses 1 ist ein der Aufnahme eines nicht dargestellten Werkzeuges dienender Werkzeughalter 15 ersichtlich.by means of a generally designated 12, on a guide stanae 13 shift fork mounted axially. The displacement path of the shift fork 12 is on the one hand through the housing 1 and on the other hand limited by a shoulder on the guide rod 13. The shift fork 12 has two gearwheels 11b laterally leading jaws 12a. To operate the shift fork is a total of 14 designated to a perpendicular to Axis of rotation of the hollow shaft 5 extending axis of rotation rotatable switching member provided. The switching element 14 protrudes a switching cam 14a with the switching fork 12 in engagement. The switching element 14 also has a protruding beyond the housing 1 Turn knob 14b on. To switch the transmission from one speed stage to the other, the switching element 14 is around its Jichse twisted and thereby the shift fork via the shift cam 14a 12 shifted axially together with the gear block 11. At the front end of the housing 1, one is not a receptacle illustrated tool serving tool holder 15 can be seen.
Die Figuren 2 und 3 zeigen in vergrössertem Massstab die Schaltgabel 12 mit dem über den Schaltnocken 14a damit in Verbindung stehenden Schaltorgan 14. Die Schaltgabel 12 ist mit einer Schaltkulisse 12b für den Schaltnocken 14a versehen. Die Schaltkulisse 12b weist zwei etwa unter 45° zur Verschieberichtung verlaufende Stützflächen 12c, 12d auf. Somit ergibt sich ein Oeffnungswinkel der Stützflächen 12c, 12d von etwa 90°. In den dargestellten Drehendstellungen des Schaltorgans 14 wirken diese Stützflächen 12c, 12d mit einer stirnseitig am Schaltnocken 14a angeordneten Stützfläche 14c zusammen. In dieser Stellung verläuft die Flächennormale zu den Stützflächen 12c, 12d der Schaltgabel durch die Drehachse des Schaltorgans 14. Durch diese Anordnung der Stützflächen 12c, 12d entsteht bei alifällig auftretenden axialen Verschiebekräften an der Schaltgabel 12 auf das Schaltorgan 14 kein Drehmoment. Die Schaltgabel 12 und das Schaltorgan 14 sind somit in den beiden Endstellungen gegeneinander verriegelt. Zusätzliche Haltemittel, wie Rastelemente und dgl, zum Sichern des Schaltorgans 14, der Schaltgabel sowie des damit in Verbindung stehenden Zahnräderblockes 11 sind somit nicht erforderlich. Ein nicht beabsichtigtes Ver-Figures 2 and 3 show the shift fork on an enlarged scale 12 with the switching member 14 connected therewith via the switching cam 14a. The switching fork 12 is provided with a Switching gate 12b provided for the switching cam 14a. The shift gate 12b has two approximately at 45 ° to the direction of displacement extending support surfaces 12c, 12d. This results in an opening angle of the support surfaces 12c, 12d of approximately 90 °. In the The rotary end positions of the switching member 14 shown here act on the switching cam with an end face 12c, 12d 14a arranged support surface 14c together. In this position, the surface normal to the support surfaces 12c, 12d of the Shift fork through the axis of rotation of the shift member 14. This arrangement of the support surfaces 12c, 12d arises in the event of a occurring axial displacement forces on the shift fork 12 on the switching element 14 no torque. The shift fork 12 and the switching element 14 are thus locked against each other in the two end positions. Additional holding means, such as locking elements and the like, for securing the shift member 14, the shift fork and the gear block 11 connected therewith are therefore not required. An unintended
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1983-03-28 DE DE19833311263 patent/DE3311263A1/en not_active Withdrawn
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8128 | New person/name/address of the agent |
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