EP2180979A1 - Elektrohandwerkzeuggerät - Google Patents

Elektrohandwerkzeuggerät

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EP2180979A1
EP2180979A1 EP07801768A EP07801768A EP2180979A1 EP 2180979 A1 EP2180979 A1 EP 2180979A1 EP 07801768 A EP07801768 A EP 07801768A EP 07801768 A EP07801768 A EP 07801768A EP 2180979 A1 EP2180979 A1 EP 2180979A1
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EP
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output shaft
planet carrier
hand tool
drive
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EP07801768A
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Chistoph Maier
Arttu Däschler
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Metabowerke GmbH and Co
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Metabowerke GmbH and Co
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/001—Gearings, speed selectors, clutches or the like specially adapted for rotary tools

Definitions

  • the invention now achieves this object by a drive-side end of the output shaft is guided by the output side planet and the output side planet carrier is mounted radially in the gear housing.
  • the driven-side planetary carrier 24 further carries driving elements 40 of a Klemmgesperres 42 which is formed so that a rotation transmission from the drive shaft 32 to an output shaft 44 is possible, however, a rotation transmission from the output shaft 44 is blocked on the drive shaft 32 by the Klemmgesperre 42.
  • the Klemmgesperre cylindrical rollers 46 as clamping rollers which are clamped in the case of clamping between the gear housing 12 and an inner clamping heart 50 and thus block the torque transmission.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Portable Power Tools In General (AREA)

Description

Titel : Elektrohandwerkzeuggerät
Besehreibung
Die Erfindung betrifft ein Elektrohandwerkzeuggerät, insbesondere einen Bohrschrauber, insbesondere einen Akkubohrschrauber, umfassend ein Getriebegehäuse sowie eine von einem Antriebsmotor angetriebene Antriebswelle, die über ein schaltbares Planetengetriebe mit einer Abtriebswelle verbunden ist, wobei das Planetengetriebe einen abtriebsseitigen Planetenträger umfasst.
Bei einem solchen Elektrohandwerkzeuggerät kann es sich insbesondere um ein Elektrohandwerkzeuggerät mit drehendem Abtrieb handeln.
Derartige Elektrohandwerkzeuggeräte sind insbesondere neben Bohrschraubern Schauber oder Bohrer.
Ein entsprechendes Elektrohandwerkzeuggerät ist beispielsweise in der DE 35 25 208 Al beschrieben, die ein Untersetzungsgetriebe mit einer Drehzahlwechselvorrichtung für einen motorbetriebenen Bohrer beschreibt umfassend ein Planetengetriebe, wobei ein Lager für die Abtriebswelle vorgesehen ist, dass am Getriebegehäuse befestigt ist. Hierbei ist zur Übertragung des Drehmoments die Ausgangswelle mit dem abtriebsseitigen Planetenträger verbunden.
Des Weiteren ist aus der DE 197 05 378 Al ein Kupplungsmechanismus zur Verwendung mit einem energiebetriebenen Werkzeug bekannt, wobei hier die Abtriebswelle über zwei dicht beieinander liegende Lagerstellen gelagert ist, so dass die Gefahr besteht, dass es zu einem Verkippen der Bohrspindel im Bohrbetrieb kommt und darüber hinaus zusätzlicher Bauraum für die Axial- sowie die Radiallagerung der Abtriebsspindel im Gehäuse benötigt wird.
Um eine vergleichsweise stabile Lagerung der Bohrspindel zu erhalten, ist es daher in diesen Fällen notwendig, die axiale Baulänge zu vergrößern.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein
Elektrohandwerkzeuggerät bereitzustellen, das ein Verkippen der Abtriebswelle vermeidet und eine geringe axiale Baulänge benötigt .
Die Erfindung löst nun diese Aufgabe, indem ein antriebsseitiges Ende der Abtriebswelle durch den abtriebsseitigen Planeten geführt ist und der abtriebsseitige Planetenträger im Getriebegehäuse radial gelagert ist.
Die radiale Lagerung des abtriebsseitigen Planetenträgers kann dabei über ein Wälzlager erfolgen, insbesondere über ein Rollen- oder ein Kugellager. Das Lager kann dabei hinsichtlich seines Innenrings zwischen einer Schulter des abtriebsseitigen Planetenträgers und einer Gehäuseschulter in axialer Richtung geführt sein, wobei der Außenring zwischen der Gehäuseschulter und einem im Gehäuse festgelegten Ring in axialer Richtung gehalten sein kann. Das Lager ist dabei koaxial zum abtriebsseitigen Planetenträger auf dessen Außenumfang angeordnet.
Eine derartige Ausgestaltung ist vorteilhaft, da durch die Lagerung der Abtriebswelle an dem Planetenträger das antriebsseitige Ende der Abtriebswelle durch die radiale Lagerung des Planetenträgers mit stabilisiert wird und ebenfalls eine radiale Führung erfährt. Auf diese Weise kann die antriebsseitige Lagerstelle der Abtriebswelle an ihrem äußersten antriebsseitigen Ende ausgestaltet werden. Insbesondere kann die Abtriebswelle gleitend im abtriebsseitigen Planetenträger gelagert sein, der hierbei eine Innenbohrung aufweist, die die Abtriebswelle aufnimmt.
Dabei kann des Weiteren nach einer ersten besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass ein Klemmgesperre zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle vorgesehen ist, zur Blockierung einer Drehübertragung von der Abtriebswelle auf die Antriebswelle. Die Vorsehung eines Klemmgesperres bietet dabei unter anderem Vorteile hinsichtlich der einhändigen Einspannbarkeit von Werkzeugen in ein Werkzeugfutter, das am abtriebsseitigen Ende der Abtriebswelle mit dieser verbunden ist. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass der abtriebsseitige Planetenträger Mitnehmerelemente für das Klemmgesperre aufweist. Insbesondere können die Mitnehmerelemente für das Klemmgesperre einstückig an den abtriebsseitigen Planetenträger angeformt werden, insbesondere auf der in axialer Richtung gegenüberliegenden Seite zu den Planeten des abtriebseitigen Planetenträgers. Das Klemmgesperre kann ansonsten in üblicher Form umfassend Klemmkörper, insbesondere zylindrische Klemmrollen sowie entsprechende Klemmflächen ausgebildet sein.
Dabei dient das Klemmgesperre dazu, eine Drehübertragung von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle zuzulassen und bei einer Drehmomentübertragung von der Abtriebswelle auf die Antriebswelle zu blockieren und so ein Mitdrehen der Antriebswelle zu verhindern, was gegebenenfalls zu einer Beschädigung des Antriebsmotors führen kann.
Sofern der abtriebsseitige Planetenträger zugleich die Mitnehmerelemente des Klemmgesperres auch als Spindel-Lock bezeichnet trägt, bietet hier die erfindungsgemäße Anordnung mit einer radialen Lagerung des Planetenträgers den Vorteil, nicht nur eine radiale Lagerung der Mitnehmerelemente durch die Verzahnung der Planeten zu bieten. Eine radiale Lagerung nur über die Planeten hat zur Folge, dass kein exakter Rundlauf der Mitnehmerelemente gewährleistet werden kann. Es kann dann zu einem Verkanten der Mitnehmerelemente des Klemmgesperres bei bestimmten Drehzahlen kommen, so dass die Mitnehmerelemente abkippen und mit weiteren Elementen des Klemmgesperres, insbesondere den als Zylinderstifte ausgebildeten Klemmrollen verkanten. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene radiale Lagerung des abtriebsseitigen Planetenträgers kann eine konstant bleibende Funktion des Klemmgesperres gewährleistet werden und die Gefahr, dass das Klemmgesperre verkantet oder schlägt, kann vermindert werden, da der exakte Rundlauf der Mitnehmerelemente gewährleistet ist.
Es kann des Weiteren vorgesehen sein, dass das Planetengetriebe insbesondere zwei Schaltstufen aufweist.
Ein derartiges Planetengetriebe ist beispielsweise in der DE 10 2006 025 583 beschrieben und bietet einen hohen Schaltkomfort sowie eine lange Lebensdauer, da sich alle Zahnräder bei einer entsprechenden Anordnung ständig in Eingriff befinden, wodurch ein geringer Verschleiß resultiert. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Hohlräder der beiden Getriebestufen drehfest miteinander verbunden sind und insbesondere als ein Doppelhohlrad ausgebildet werden, wobei das Hohlrad der dem Abtrieb dienenden Getriebestufen einen geringeren Innendurchmesser aufweisen kann als das Hohlrad der anderen Getriebestufe, wobei die Größenverhältnisse abhängig von den gewünschten Übersetzungsverhältnissen zu wählen sind.
Es kann dabei vorgesehen sein, dass in einer ersten Schaltstufe (2. Gang) die miteinander verbundenen Hohlräder blockiert werden, so dass sich der Planetenträger der nicht dem Abtrieb dienenden Schaltstufen frei dreht. Die Planetenräder der dem Abtrieb dienenden Planetenstufe treiben den abtriebseitigen Planetenträger an, so dass dieser die Abtriebswelle mit hoher Geschwindigkeit antreibt. Im langsamen Gang (1. Gang) der anderen Schaltstufe wird dagegen der Planetenträger der antriebsseitigen Planetenstufe blockiert und die Hohlräder der beiden Getriebestufen, die drehfest miteinander verbunden sind, können sich drehen. Hierbei wird in dieser Getriebestufe das Hohlrad mit einem den Sonnenrädern entgegengesetzten Drehsinn angetrieben, woraus eine andere Dreh- beziehungsweise
Abrollgeschwindigkeit der Planeten der abtriebsseitigen Schaltstufe resultiert und somit eine andere Drehgeschwindigkeit des abtriebseitigen Planetenträgers. Es erfolgt ein langsamerer Antrieb der Abtriebswelle und ein langsamerer Antrieb eines Elektrohandwerkzeuggeräts das hiermit gekoppelt ist.
Es kann dabei insbesondere vorgesehen sein, dass auch die Sonnenräder drehfest miteinander gekoppelt und vorzugsweise einstückig miteinander verbunden sind. Die Sonnenräder können dabei für beide Getriebestufen den gleichen oder einen anderen Außendurchmesser aufweisen.
Darüber hinaus kann als Schaltmittel zum Schalten der Schaltstufen ein Schaltring vorgesehen sein, der axial derart verschieblich ist, dass er zum einen mit dem Planetenträger der antriebsseitigen Getriebestufe und zum anderen mit den miteinander gekoppelten Hohlrädern der beiden Getriebestufen zusammenwirkt. Der Schaltring kann hierzu mit einer Verzahnung oder anderen Eingriffselementen ausgestattet sein, die mit einer Außenverzahnung oder korrespondierenden Eingriffselementen sowohl des Planetenträgers der antriebsseitigen Getriebestufe als auch der Hohlräder der Getriebestufen zusammenwirken kann, die allesamt den gleichen Außendurchmesser aufweisen. Der Schaltring ist zugleich drehfest im Gehäuse festgelegt ist, beispielsweise über eine Rippe, die in eine Nut eingreift.
Der Schaltring kann dabei mit einer durch den Benutzer des Elektrohandwerkzeuggerätes zu bedienenden Schalthandhabe verbunden sein, die beispielsweise beim Schalten eine Drehbewegung vollführt, die in die Verschiebebewegung des Schaltrings überführt wird.
Der Außenumfang des abtriebsseitigen Planetenträgers weist im Gegensatz zum Außenumfang des antriebsseitigen Planetenträgers keine Verzahnung oder Eingriffselemente auf.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das antriebsseitige Ende der Abtriebswelle im abtriebseitigen Planetenträger gleitend gelagert ist, also dort lediglich eine radiale Führung erfährt .
Schließlich kann vorgesehen sein, dass das abtriebseitige Ende der Abtriebswelle über ein axiale und radiale Kräfte aufnehmendes Lager, insbesondere ein Wälzlager, das als Kugel- oder Rollenlager ausgebildet sein kann, gelagert ist. Es kann so erreicht werden, dass die Lagerstellen der Abtriebswelle möglichst weit voneinander entfernt sind, und so eine möglichst kippfreie Lagerung der Abtriebswelle erfolgen kann. Auf diese Weise kann bei gleichzeitig stabiler Lagerung der axiale Bauraum des Elektrohandwerkzeuggerätes gering gehalten werden, was insbesondere bei Bohrschraubern, aber auch bei Bohrmaschinen und Schraubern erwünscht ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Anmeldungsunterlagen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur einen Längsschnitt durch ein Getriebegehäuse eines Elektrohandwerkzeuggerätes, insbesondere eines Akkuschraubers, wobei dieses mit einem weiteren Gehäuse, beispielsweise zur Aufnahme eines Elektromotors (nicht dargestellt) verbunden sein kann. Das weitere Gehäuse kann dabei auch einen Griff zum Führen des Elektrohandwerkzeuggeräts umfassen. Das Getriebegehäuse ist mit dem Bezugszeichen 12 versehen. In dem Getriebegehäuse 12 ist ein Planetengetriebe 14 angeordnet umfassend ein Doppelhohlrad 16 für die beiden Getriebestufen, wobei dem Doppelhohlrad 16 Planeten 18 der antriebsseitigen Getriebestufe sowie Planeten 20 der abtriebsseitigen Planetenstufe zugeordnet sind und in diesem abrollen. Die antriebsseitigen Planeten 18 sind mit einem antriebsseitigen Planetenträger 22 verbunden, der die Planeten 18 trägt. Die Befestigung der Planeten 18 am Planetenträger 22 erfolgt über Bolzen 28. Die Planeten 20 der abtriebsseitigen Getriebestufe sind mit einem abtriebsseitigen Planetenträger 24 verbunden und werden von diesem ebenfalls über Bolzen 26 getragen. Das Sonnenrad ist hier mit dem Bezugszeichen 30 versehen und ist drehfest mit der Antriebswelle 32 verbunden.
Die Antriebswelle 32 ist dabei an ihrem in der Darstellung rechten Ende mit einem Motor (nicht dargestellt) , insbesondere einem Elektromotor des Elektrohandwerkzeuggeräts gekoppelt .
Das Planetengetriebe 14 umfasst darüber hinaus einen Schaltring 34, der in Pfeilrichtung 36 axial verschieblich ist, wobei er in der gezeigten Darstellung den Planetenträger 22 der antriebsseitigen Schaltstufe blockiert, indem der Schaltring 34 mit der Außenverzahnung des antriebsseitigen Planetenträgers 22 in Eingriff steht und fest im Getriebegehäuse 22 beispielsweise mittels einer Rippe, die in eine Nut eingreift, festgelegt ist. Zum Betätigen und axialen Verschieben des Schaltrings 34 in Pfeilrichtung 36 ist eine Schalthandhabe 38 vorgesehen, die als Drehknopf ausgebildet ist und so eine Drehbewegung in eine Verschiebebewegung des Schaltrings 34 übersetzt. In der dargestellten Abbildung befindet sich das entsprechende Elektrohandwerkzeuggerät mit zwei Schaltstufen im langsamen Gang, wobei durch Verschieben des Schaltrings 34 in den Bereich des Hohlrads 16 und damit Blockierung des Hohlrads 16 gegen eine Drehbewegung ein Umschalten in einen schnellen Gang erfolgt.
Der abtriebsseitige Planetenträger 24 trägt des Weiteren Mitnehmerelemente 40 eines Klemmgesperres 42, das so ausgebildet ist, dass eine Drehübertragung von der Antriebswelle 32 auf eine Abtriebswelle 44 ermöglicht ist, jedoch eine Drehübertragung von der Abtriebswelle 44 auf die Antriebswelle 32 durch das Klemmgesperre 42 blockiert ist. Hierzu umfasst das Klemmgesperre zylindrische Rollen 46 als Klemmrollen, die im Klemmfall zwischen dem Getriebegehäuse 12 und einem inneren Klemmherz 50 geklemmt werden und so die Drehmomentübertragung blockieren. Im Antriebsfall erfolgt über das Klemmgesperre 42 der Antrieb der Abtriebswelle 44.
Um zu verhindern, dass es bei gewissen Drehzahlen zu einem Verkanten der Mitnehmerelemente 40 kommt und um eine sichere radiale Lagerung der Abtriebswelle 44 bereitzustellen, ist nun vorgesehen, den abtriebsseitigen Planetenträger 24 mittels eines Wälzlagers 52 radial zu lagern. Das Wälzlager 52 ist hierbei zwischen dem Getriebegehäuse 12 und dem abtriebsseitigen Planetenträger 24 angeordnet und dient so zur radialen Stabilisierung, die ansonsten lediglich über die Planeten 20 erfolgen würde, die dadurch einem größeren Verschleiß unterliegen würden.
Die Lagerung des antriebsseitigen Endes 58 der Abtriebswelle 44 erfolgt dabei gleitend im abtriebsseitigen Planetenträger 24, der hierzu eine Innenbohrung aufweist, die die Abtriebswelle 44 aufnimmt. Des Weiteren ist vorgesehen, das abtriebsseitige Ende 54 der Abtriebswelle 44 mittels eines Wälzlagers 56, das sowohl Axial- als auch Radialkräfte aufzunehmen vermag, zu lagern. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass trotz kurzer Baulänge der Abtriebswelle 44 die Lagerstellen auf der Abtriebswelle 44 möglichst weit voneinander entfernt angeordnet sind, um so eine stabile Lagerung der Abtriebswelle bereitzustellen und ein Verkanten derselben zu verhindern, was bei einem vorgesehenen Klemmgesperre 42 zu einem Schlagen des Klemmgesperres führen kann. Durch die Lagerung des abtriebsseitigen Planetenträgers 24 kann der Rundlauf des Planetenträgers besser sichergestellt werden kann, unabhängig von der Einsatzsituation.
Auf die vorstehend beschriebene Weise kann eine vergleichsweise kurz bauende Getriebebaugruppe für ein Elektrohandwerkzeuggerät mit drehendem Abtrieb, insbesondere einem Schrauber, Bohrschrauber oder Bohrer bereitgestellt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrohandwerkzeuggerät , insbesondere Bohrschrauber, umfassend ein Getriebegehäuse (12) sowie eine von einem Antriebsmotor angetriebene Antriebswelle (32), die über ein schaltbares Planetengetriebe (14) mit einer Abtriebswelle (44) verbunden ist, wobei das Planetengetriebe (14) einen abtriebsseitigen Planetenträger (24) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein antriebsseitiges Ende (58) der Abtriebswelle
(44) durch den abtriebsseitigen Planetenträger (24) geführt ist und der abtriebsseitige Planetenträger (24) im Getriebegehäuse (12) radial gelagert ist.
2. Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klemmgesperre (42) zwischen Antriebswelle (32) und Abtriebswelle (44) vorgesehen ist, das insbesondere dem Planetengetriebe (14) nachgeschaltet ist, zur Blockierung einer Drehübertragung von Seiten der Abtriebswelle (44) auf die Antriebswelle (32) .
3. Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der abtriebsseitige Planetenträger (24) Mitnehmerelemente (40) für das Klemmgesperre (42) aufweist, die insbesondere einstückig mit dem abtriebsseitigen Planetenträger (24) verbunden sind.
4. Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (14) zwei Schaltstufen aufweist.
5. Elektrohandwerkzeuggerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräder (16) der Schaltstufen einstückig miteinander verbunden sind.
6. Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das antriebsseitige Ende (58) der Abtriebswelle (44) im abtriebsseitigen Planetenträger (24) gleitend gelagert ist.
7. Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur radialen Lagerung des abtriebsseitigen Planetenträgers (24) ein Wälzlager (52) vorgesehen ist, das zwischen dem abtriebsseitigen Planetenträger (24) und dem Getriebegehäuse (12) angeordnet ist.
8. Elektrohandwerkzeuggerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das abtriebsseitige Ende (54) der Abtriebswelle (44) über ein axiale und radiale Kräfte aufnehmendes Lager (56), insbesondere ein Wälzlager gelagert ist, wobei das Lager
(56) zwischen Abtriebswelle (44) und Getriebegehäuse
(12) angeordnet ist.
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