DE2931520A1 - Two-speed electric hand drill - has second speed shiftable gear with end-face holes for coupling pins of drive gear - Google Patents
Two-speed electric hand drill - has second speed shiftable gear with end-face holes for coupling pins of drive gearInfo
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Abstract
Description
Zweiganggetriebe für Elektrowerkzeuge Two-speed transmission for power tools
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.The invention relates to a two-speed transmission for power tools, especially for hand drills that are used during standstill and during the Idling of the power tool by means of a switch lever from the first to the second gear stage and vice versa is switchable and in which the gear for the second gear stage (overdrive) rotatable on one with the drilling spindle unified driver sleeve attached and provided with a Na: #e on the tool side is on which the gear for the first gear stage (slow gear) is rotatably arranged is, and wherein the two gear wheels are so positively connected to each other are that the first gear can be overtaken by the second gear, and in which further the driver sleeve has a flange-shaped projection that is attached to its the gear for the end face facing the second gear stage contains a ring of notches which with one on the opposite end face of the gear for the second Gear stage attached counter grid # ranz corresponds.
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.It has already been suggested to do the same with such # drives Switching the gear for the second gear stage is provided with coupling claws Assign ratchet wheel that is on a one with the gear for the first gear stage engaging drive pinion containing countershaft axially displaceable and is freely rotatable in the case of non-engagement and that around its inner circumference has a recess for at least one ball and furthermore with a longitudinal groove is provided for this ball, which under the action of a in a radial bore the countershaft standing resilient element stands, and that the claw-reinforced face of the ratchet wheel with the pinion of the motor drive shaft meshing drive gear for the countershaft is assigned that is in the area its end face associated with the claws of the ratchet wheel with recesses for the Engagement of the clutch claws of the ratchet wheel as well as with torque-transmitting counter claws is provided.
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.Such a concept requires a weakening of the countershaft as a result of the radial bore, from a manufacturing point of view, a not inconsiderable one Effort and accordingly also a corresponding number of wear parts.
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.It is the object of the present invention to provide a two-speed transmission to create mentioned type, with a maximum of operational safety a lower constructive and technical effort makes it necessary, fewer wearing parts and enables a simple and perfect gear change.
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.This object is achieved according to the invention in that the gear for the second gear stage, a ratchet wheel is assigned that hits on a one containing the pinion gear # engaged with the gear for the first gear stage Countershaft is axially displaceable and freely rotatable and that with a fixed the countershaft seated drive gear, which corresponds to the pinion the motor drive shaft is in engagement, and that the ratchet wheel in its drive gear side End face has holes, which are housed in the end face of the drive gear, Spring-loaded coupling bolts are assigned.
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.Duroh this measure is achieved that switching from the first on the second gear and vice versa goes very easily, namely both at idle and at a standstill.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind die Kupplungsbolzen stirnseitig mit einer abgerundeten Kuppe versehen. Dadurch wird der Synchronisiervorgang beim Umschalten des Getriebes erleichtert.According to a further idea of the invention, the coupling bolts Provided with a rounded dome on the front. This will start the synchronization process facilitated when switching the transmission.
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.Furthermore, it has proven to be useful to adjust the number of springs To choose coupling bolts or to coordinate the spring-mass system so that under Last avoided synchronization between the countershaft and the ratchet wheel is and thus a coupling process is omitted.
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht, erläutert.The invention is in the following with reference to the drawing, which a Exemplary embodiment illustrated schematically, explained.
Es zeigen: -Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Zweiganggetriebe, Fig 2 eine Ansicht des Getriebegehäuses von oben, teilweise im Schnitt.It show: -Fig. 1 a longitudinal section through the two-speed transmission, 2 shows a view of the gear housing from above, partly in section.
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.As can be seen from Fig. 1, the hand drill is on the drive spindle 1 a driver sleeve 2 arranged in a rotationally fixed manner, the non-rotatable union of these both parts is realized by a multi-spline profile 3. On the driver sleeve 2 the drive gear 4 for the second gear stage (overdrive) is rotatable and arranged axially displaceable.
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.On the tool side, the gear 4 has a hub 5 on which the Gear 6 for the first gear stage (slow gear) is also rotatably seated. the both gears 4 and 6 are designed as overtaking wheels and are non-positive by standing under the pressure of axially acting springs 7 balls 8 with each other connected in such a way that the first gear 6 can be overtaken by the second gear 4. Appropriately, there are three balls offset from one another by 1200 in the circumferential direction 8 and springs 7 are provided. Act on the gear 4 Disc springs 9 a, which is on the one hand via a thrust washer 10 on the face of the gear 4 and on the other hand on an end plate 11, which by means of a Seeger ring or the like. Is secured against axial displacement on the driver sleeve 2.
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.The driver sleeve 2 contains a flange-shaped extension 12, which with a ratchet ring 13 in the area of the end face facing the gearwheel 4 is provided. With this ratchet wreath comes one of the ones gained by turning inner end face of the gear 4 mounted counter detent ring 14 in engagement. An overload clutch is thus implemented.
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.Exceeds that acting on the tool or on the drive spindle 1 Torque a given by the contact pressure of the disc springs 9 or also adjustable value, then the notches 14 of the gear 4 and the notches 13 come of the flange-shaped projection 12 disengaged by the two gears Lt and 6 through. Compression of the disc springs 9 axially by the corresponding amount be pushed forward.
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.The gear 4 for the second gear stage is one with three around 1200 blind bores 15 provided offset wheel 16 assigned to one another, which is axially displaceable on a countershaft 23 and in the disengaged state is also freely rotatable on this shaft. The ratchet 16 includes a with a Annular groove 18 provided approach 19, wherein, as can be seen from Figure 2, in the annular groove 18 engages a driving element 20 which is combined with a switching lever 21.
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.The ratchet wheel 16 is the drive gear 22 opposite, which is fixed is arranged on the countershaft 23 and with the pinion 24 of the motor & drive shaft 25 combs. The drive gear 22 contains on its blind bores 15 facing Front side #three torque-transmitting coupling pins 26, the housed in bores 27 of the drive gear 22 and also by 1200 against each other are offset and which are each under the influence of a return spring 28. The return springs 28 are supported on the one hand on the bottom of the receiving bore 29 and on the other hand on a rear cover plate 30, which by means of a locking ring 31 is fixed in its position. To limit the axial deflection of the coupling bolts 26, the bores 27 each have a diameter reduction 32, such that that a stop for the extended pin-shaped in its spring-side area 33 Coupling bolt 26 is present. The coupling bolts are convex on the front side. The degree of crowning depends on the given conditions and / odvr conditions.
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.If the power tool is running in the first gear, this is a buzz the countershaft 23 located drive pinion 35, the front gear 6 on as a result the positive connection of the gear 6 with the gear 4 of the second gear stage if the latter also rotates, it also rotates on the countershaft 23 located ratchet wheel 16, since this is in engagement with the gear 4.
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.When switching the transmission from first to second gear during the idling, the ratchet 16 is by means of the switch lever 21 on the countershaft 23 shifted against the drive gear 22 towards. This brings the coupling bolts into place 26 with their crests initially to rest on the face of the ratchet wheel 16 and accelerate this together with the gear wheel 4 by skipping the holes 15 of the ratchet gear from the speed of the first gear stage to at least approximated the speed of the countershaft or the second gear stage. Is this synchronization process completed, the coupling bolts 26 snap into the bores 15 of the ratchet wheel 16 a. So that is Coupling completed and the drive spindle 1 of the power tool runs at the speed of the second gear stage uln, where the gear 6 is overtaken by the gear 4.
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.Switching back to the first gear stage is easy, dz liisrzi # only the coupling bolts 26 auger engagement with the holes 15 of the Ratchet wheels 16 must be brought, this is done in a simple manner by appropriate Pressing the switch lever 21 reached.
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.In the case of switching to the second gear stage during the The power tool will come to a standstill, provided that the coupling bolts 26 are not straight hit exactly the holes 15 in the ratchet, the coupling bolts 26 through the The end face of the ratchet wheel 16 is pushed back against the force of the springs 28. At the When the power tool starts up, the coupling bolts 26 immediately snap into the Bores 15 of the ratchet wheel 16.
Zum Zurückschalten auf die erste Getriebestufe braucht wiederum lediglich der Umschalthebel 21 in die entsprechende Stellung gebracht zu werden.To switch back to the first gear stage, you only need the switching lever 21 to be brought into the appropriate position.
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.The constant of the springs 28 is chosen so that that from the respective Coupling bolt 26 and the respective spring 28 formed spring-mass system so matched is that the scarf-trad 16 does not approximate the number of the countershaft 23 is accelerated. Therefore, there is no synchronization and switching from the first to the second gear stage under load is thus prevented. That Shifting the switching lever 21 during the load run of the power tool only has result in a chattering process, sudden stresses on the ones in question Gear parts are, however, excluded.
Das Getriebegehäuse 34 besteht aus einen metallischen Werkstoff, der mit einen Kunststoffmantel 35 umspritzt ist.The gear housing 34 consists of a metallic material that is encapsulated with a plastic jacket 35.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| OAP | Request for examination filed | ||
| OD | Request for examination | ||
| AG | Has addition no. |
Ref country code: DE Ref document number: 2936338 Format of ref document f/p: P |
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Owner name: ATLAS COPCO ELEKTROWERKZEUGE GMBH, 7057 WINNENDEN, |
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