DE3311263A1 - Handgeraet mit zweiganggetriebe - Google Patents

Description

BERG "STA'PF. : SCHWABE'. SANDMAIR \

PATENTANWÄLTE"

MAUERKIRCHERSTHASSt 45 8000 MUNCHLN 80

Anwaltsakte 32 751 28. xMärz 1983

HILTI Aktiengesellschaft FL-9494 Schaan

Handgerät mit Zweiganggetriebe

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HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN Fürstentum Liechtenstein

Handgerät mit Zweiganggetriebe

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. ■

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.

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.

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.

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.

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.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach und mit geringem Kraftaufwand betätigbaren Schaltmechanismus für ein Handgerät mit einem Zweiganggetriebe zu schaffen.

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 die

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Flächennormale der Stützflächen in den Drehendstellungen des Schaltorgans dessen Drehachse schneidet.

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.

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.

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.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemässes Handgerät mit mechanisch schaltbarem Zweiganggetriebe, teilweise im Schnitt dargestellt,

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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. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 2, in der anderen Drehendstellung des Betätigungsorgans.

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 erfolgt

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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.

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.

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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.

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-

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Claims (3)

HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN Fürstentum Liechtenstein Patentansprüche

1.) 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, dadurch gekennzeichnet , dass die Schaltgabel (12) eine Schaltkulisse (12b) aufweist und die Schaltkulisse (12b) und der Schaltnocken (14a) in Drehendstellung des Schaltorgans (14) miteinander in Kontakt tretende Stützflächen (12c, 12d, 14c·) aufweisen, wobei die Flächennormale der Stützflächen (12c, 12d) in den Drehendstellungen des Schaltorgans (14) dessen Drehachse schneidet.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützflächen (12c, 12d) an der Schaltkulisse (12b) un einen Winkel von etwa 45° zur Verschieberichtung geneigt s'ind.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig des Schaltnockens (14a) je eine Schaltkulisse (12b) vorgesehen ist, deren Stützflächen (12c, 12d) einen Geffnungswinkel von etwa 90° bilden.

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