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Patent Searching and Data


Title:
PORTABLE POWER TOOL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/028678
Kind Code:
A1
Abstract:
The portable power tool according to the invention has a tool receptacle (2) for receiving a tool (3), a motor (4), at least one switchable transmission stage (10), and a slider (18). The transmission stage (10) has a transmission element (15) that is movable in a switching direction (31) and has a toothing (16) which is engaged with a corresponding toothing (17) in a first transmission position and disengaged from the corresponding toothing (17) in a second transmission position. The slider (18) is displaceable in the switching direction (31) by a user between at least one first switching position and a second switching position, wherein the first switching position is assigned to the first transmission position and the second switching position is assigned to the second transmission position. The slider (18) has a finger (32). A coupling device (41) has a slide (21) that is movable in the switching direction (31) and a catch (35) for locking the slide (21) to a housing (7). The slide (21) is connected to the movable transmission element (15) and the catch (35) is locked in place in the first transmission position and the second transmission position and is not locked in place in positions between the first transmission position and the second transmission position. A spring element (42) has a resilient first portion (25; 44) and a resilient second portion (26; 44), wherein the two portions (25, 26; 43, 44) each have an end (27, 28; 45, 46) that is fastened to the slide (21) and an end (29, 30; 47, 48) that is movable with respect to the slide (21). The finger (32) is arranged along the switching axis (20) between the portions (25, 26; 43, 44).

Inventors:
HARTMANN MARKUS (DE)
LUDWIG MANFRED (DE)
MÖSSNANG FRANZ (DE)
Application Number:
PCT/EP2014/068566
Publication Date:
March 05, 2015
Filing Date:
September 02, 2014
Export Citation:
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Assignee:
HILTI AG (LI)
International Classes:
B25F5/00
Foreign References:
EP2551064A22013-01-30
EP2184138A22010-05-12
DE102010041172A12012-03-22
EP1632314A22006-03-08
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1. Handwerkzeugmaschine mit

einer Werkzeugaufnahme (2) zum Aufnehmen eines Werkzeugs (3),

einem Motor (4),

wenigstens eine schaltbare Getriebestufe (10), welche den Motor (4) die der Werkzeugaufnahme (2) antreibend koppelt, wobei die Getriebestufe (10) ein in einer Schaltrichtung (31) bewegliches Getriebeelement (15) mit einer Verzahnung (16) aufweist, welche in einer ersten Getriebestellung in Eingriff mit einer korrespondieren Verzahnung (17) und in einer zweiten Getriebestellung aus dem Eingriff mit der korrespondierenden Verzahnung (17) ist,

einem an dem Griff (18) befestigter Finger (32; 49, 50), der von einem Anwender zwischen wenigstens einer ersten Schaltstellung und einer zweiten Schaltstellung in der Schaltrichtung (31) verschiebbar ist, wobei die erste Schaltstellung der ersten Getriebestellung und die zweite Schaltstellung der zweiten Getriebestellung zugeordnet ist,

einer Kopplungseinrichtung (41), die einen in der Schaltrichtung (31) beweglichen Schlitten (21) und eine Verrastung (35) des Schlittens (21) mit einem Gehäuse (7) aufweist, wobei der Schlitten (21) mit dem beweglichen Getriebeelement (15) verbunden ist und die Verrastung (35) in der ersten Getriebestellung und der zweiten

Getriebestellung eingerastet und in Stellungen zwischen der ersten Getriebestellung der zweiten Getriebestellung nicht eingerastet ist,

einem Federelement (42), welches einen federnden ersten Abschnitt (25; 43) und einen federnden zweiten Abschnitt (26; 44) beinhaltet, wobei beide Abschnitte (25, 26; 43, 44) jeweils ein an dem Schlitten (21) befestigtes Ende (27, 28; 45, 46) und ein gegenüber dem Schlitten (21) bewegliches Ende (29, 30; 47, 48) aufweisen, und wobei der Finger (32; 49, 50) längs der Schaltachse (20) zwischen den Abschnitten (25, 26; 43, 44) angeordnet ist. 2. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verrastung (35) eine Bewegung des Schlittens (21) hemmt, bis der Finger (32) um wenigstens 50 % des Abstandes (40) zwischen den Getriebestellungen aus einer Schaltstellung ausgelenkt ist. 3. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Finger (32) kraftschlüssig oder materialschlüssig mit den beweglichen Enden (29, 30; 47, 48) der federnden Abschnitte (25, 26; 43, 44) verbunden ist.

4. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die entgegengesetzt wirkenden federnden Abschnitte (25, 26; 43,

44) eine gleich stark gespannt sind, wenn der Finger (32) in einer der Schaltstellungen und der Schlitten (21) in der der einen Schaltstellung zugehörigen Getriebestellung ist.

5. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrastung (35) eine federnd aufgehängte Nase (37) an dem

Schlitten (21) und mehrere längs der Schaltrichtung (31) um einen Abstand (40) versetzte Vertiefungen (36) in dem Gehäuse (7) aufweist.

6. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (21) ein federndes Festgelenk aufweist, welches durch einen Schlitz (39) in dem

Schlitten (21) gebildet ist, und die Nase (37) auf dem Festgelenk angeordnet ist.

7. Handwerkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (42) eine Schraubenfeder (24) und die federnden Abschnitte (25, 26) zwei vorstehende Schenkel (25, 26) der Schraubenfeder

(24) sind und die Schraubenfeder (24) auf dem Schlitten (21) montiert ist.

8. Handwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (42) aus Kunststoff geformte, gefaltete Abschnitte (43, 44) aufweist.

9. Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (21) und das Federelement (42) aus einem nahtlos zusammenhängenden Kunststoffkörper gebildet sind.

Description:
Handwerkzeugmaschine

GEBIET DER ERFINDUNG Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine, z.B. einen Elektroschrauber, einen Bohrhammer, welche mit einer manuell schaltbaren Getriebeeinheit versehen ist.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine hat eine Werkzeugaufnahme zum Aufnehmen eines Werkzeugs, einen Motor, wenigstens eine schaltbare Getriebestufe, und eine Schieber. Die Getriebestufe koppelt den Motor antreibend an die Werkzeugaufnahme. Die Getriebestufe hat ein in einer Schaltrichtung bewegliches Getriebeelement mit einer Verzahnung, welche in einer ersten Getriebestellung in Eingriff mit einer korrespondieren Verzahnung und in einer zweiten Getriebestellung aus dem Eingriff mit der korrespondierenden Verzahnung ist. Der Schieber ist von einem Anwender zwischen wenigstens einer ersten Schaltstellung und einer zweiten Schaltstellung in der Schaltrichtung verschiebbar, wobei die erste Schaltstellung der ersten Getriebestellung und die zweite Schaltstellung der zweiten Getriebestellung zugeordnet sind. Der Schieber hat einen Finger. Eine Kopplungseinrichtung hat einen in der Schaltrichtung beweglichen Schlitten und eine Verrastung des Schlittens mit einem Gehäuse. Der Schlitten ist mit dem beweglichen Getriebeelement verbunden. Die Verrastung ist in der ersten Getriebestellung und der zweiten Getriebestellung eingerastet und die Verrastung ist in Stellungen zwischen der ersten Getriebestellung der zweiten Getriebestellung nicht eingerastet. Die erste und zweite Getriebestellung sind sozusagen unmittelbar benachbart. Der Schlitten wird zwar auf dem Weg zwischen den beiden Getriebestellung bewegt, soll auf diesem aber nicht zum Stehen kommen. Ein Federelement hat einen federnden ersten Abschnitt und einen federnden zweiten Abschnitt, wobei beide Abschnitte jeweils ein an dem Schlitten befestigtes Ende und ein gegenüber dem Schlitten bewegliches Ende aufweisen. Der Finger ist längs der Schaltachse zwischen den Abschnitten angeordnet.

Die Kopplungseinrichtung vermittelt die Betätigung des Schiebers an das Getriebeelement. Die Kopplungseinrichtung verhindert vorteilhafterweise, dass das Getriebeelement auf dem Weg zwischen zwei Getriebestellungen stehen bleiben kann, auch wenn der Anwender den Schieber in eine Stellung zwischen zwei Schaltstellungen schiebt. Zusätzlich verhindert die Kopplungseinrichtung eine Beschädigung des Getriebeelements, da der Anwender dieses bei einer Blockade nicht zwangsweise aus oder in Eingriff mit einer Verzahnung drängen kann. KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen: Fig. 1 , 2 einen Elektroschrauber

Fig. 3 eine Schalteinrichtung während eines Wechsels einer Getriebestellung

Fig. 4 ein Kopplungsteil der Schalteinrichtung nach erfolgten Wechsel

Fig. 5 eine Schalteinrichtung während eines Wechsels einer Getriebestellung

Fig. 6 ein Kopplungsteil der Schalteinrichtung nach erfolgten Wechsel Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG Fig. 1 und 2 zeigen als Beispiel einer Handwerkzeugmaschine schematisch einen Elektroschrauber 1. Der Elektroschrauber hat eine Werkzeugaufnahme 2, in welche ein Werkzeug 3, z.B. ein Schrauberbit, ein Bohrer 3, einsetzbar ist. Ein Elektromotor 4 treibt die Werkzeugaufnahme 2 um ihre Arbeitsachse 5 an. Die elektrische Versorgung des Elektromotors 4 kann durch eine Batterie 6 erfolgen, welche an einem Gehäuse 7 des Elektroschraubers 1 lösbar befestigt ist. Der Anwender kann die Handwerkzeugmaschine mit einem Systemtaster 8 in Betrieb nehmen und während des Betriebs mit einem Handgriff 9 führen.

Der Elektroschrauber 1 ist mit einer schaltbaren Getriebestufe 10 versehen. Die beispielhafte Getriebestufe 10 ermöglicht dem Anwender zwischen zwei unterschiedlichen Untersetzungen zu wählen. Die beispielhafte Getriebestufe 10 hat ein antriebsseitiges Sonnenrad 11 , welches mit der Abtriebswelle 12 des Motors 4 gekoppelt ist. Auf einem Planetenträger 13 angeordnete Planeten 14 kämmen mit dem Sonnenrad 11. Ein Hohlrad 15 ist ebenfalls in Eingriff mit den Planeten 14. Das Hohlrad 15 ist längs der Arbeitsachse 5 zwischen zwei vorgesehenen Getriebestellungen verschiebbar. Das Hohlrad 15 ist in einer ersten der Getriebestellungen beispielhaft drehstarr mit dem Gehäuse 7 gekoppelt (Fig. 1 ) und in einer zweiten der Getriebestellungen frei drehend gegen über dem Gehäuse (Fig. 2). Beispielsweise hat das Gehäuse 7 eine radiale Verzahnung 16, welche in eine entsprechende Verzahnung 17 des Hohlrades 15 eingreift. In der zweiten Getriebestellung ist das Hohlrad 15 gegenüber dem Gehäuse 7, um die Arbeitsachse 5 drehbar. Die Verzahnung 16, 17 ist gelöst.

Ein Schieber 18 ist außen an dem Gehäuse 7 vorgesehen. Der Schieber 18 ist über eine Kopplungseinrichtung 19 mit dem Hohlrad 15 verbunden. Der Anwender kann den Schieber 18 längs einer Schaltachse 20 zwischen einer ersten Schaltstellung und einer zweiten Schaltstellung verschieben, welche jeweils einer der Getriebestellungen des Hohlrades 15 zugeordnet sind. Die Kopplungseinrichtung 19 stellt sicher, dass das Hohlrad 15 nur die vorgesehenen Getriebestellungen einnimmt und nicht auf dem Weg zwischen den Getriebestellungen verharren kann. Zudem ermöglicht die Kopplungseinrichtung 19 die Schaltstellung des Schiebers 18 und die Getriebestellung des Hohlrades 15 zeitweise zu entkoppeln. Beispielsweise kann der Schieber 18 bereits betätigen werden, wenn die momentane Winkelstellung des Hohlrades 15 ein Aufschieben ihrer Verzahnung 16 auf die Verzahnung 17 des Gehäuses 7 hemmt.

Der Schieber 18 und die Kopplungseinrichtung 19 sind in Fig. 3 als isometrischer Schnitt dargestellt, bei welchem der Schieber 18 in gewechselter Schaltstellung und das Hohlrad 15 mit der Getriebestellung noch nicht gefolgt ist. Fig. 4 zeigt die Kopplungseinrichtung 19 bei übereinstimmender Schaltstellung und Getriebestellung.

Die Kopplungseinrichtung 19 hat einen Schlitten 21 , der parallel zu dem Schieber 18 beweglich ist. Der Schlitten 21 ist mit dem zu bewegenden Getriebeelement, hier dem Hohlrad 15, vorzugsweise starr verbunden. Die Ausrichtung des Schiebers 18 und des Schlittens 21 orientiert sich daher vorzugsweise an der Schaltachse 20 des Getriebeelements.

Der Schlitten 21 ist mit zwei Zapfen 22, 23 versehen. Der erste Zapfen 22 ist zu dem zweiten Zapfen 23 quer zu der Schaltachse 20 versetzt. Auf dem ersten Zapfen 22 ist eine Schraubenfeder 24 mit zwei vorstehenden Schenkeln 25, 26 aufgesteckt. Die Schenkel 25, 26 haben somit jeweils ein an dem ersten Zapfen 22 befestigtes Ende 27, 28 und ein loses Ende 29, 30. Die Schenkel 25, 26 sind mit einem ihrer Enden 27, 28 an dem ersten Zapfen 22 dauerhaft angelegt. Die beiden Schenkel 25, 26 erstrecken sich von dem ersten Zapfen 22 bis zu dem zweiten Zapfen 23. Die losen Enden 29, 30 der Schenkel 25, 26 liegen derart an dem zweiten Zapfen 23 an, dass der Zapfen 23 längs der Schaltachse 20 zwischen den beiden Schenkeln 25, 26 angeordnet ist. Der eine Schenkel 25 liegt an einer Seite des Zapfens 23 an, welche in eine Schaltrichtung 31 weist, und der andere Schenkel 26 liegt an einer Seite des Zapfens 23, welche entgegen die Schaltrichtung 31 weist. Die Schenkel 25, 26 können vorgespannt an den zweiten Zapfen 22 angepresst sein. Der Schieber 18 hat einen Finger 32, der zwischen die beiden Schenkel 25, 26 eingreift. Der Finger 32 liegt somit in der Schaltrichtung 31 vor dem einen Schenkel 25 und nach dem anderen Schenkel 26. Die Schenkel 25, 26 berühren gegenüberliegende Seiten 33, 34 des Fingers 32. Der Finger 32 und die beiden Zapfen 22, 23 liegen bei übereinstimmender Getriebestellung des Schiebers 18 mit der Schaltstellung des Hohlrades 15 auf einer Linie. Bei der dargestellten Ausführung ist der Finger 32 zwischen dem ersten Zapfen 22 und dem zweiten Zapfen 23 angeordnet. Wird der Schieber 18 aus einer Schaltstellung in eine Schaltrichtung 31 ausgelenkt, ergibt sich ein zu der Schaltachse 20 paralleler Versatz des Fingers 32 zu dem zweiten Zapfen 22. Der Finger 32 lenkt einen der beiden Schenkel 25 in Schaltrichtung 31 aus, während der andere Schenkel 26 gehemmt durch den zweiten Zapfen 23 dem Auslenken des einen Schenkels 25 nicht folgt. Die beiden Schenkel 25, 26 werden folglich gegen ihre Federkraft auseinandergedrückt. Auf den Schlitten 21 wirkt eine von der Schraubenfeder 24 ausgeübte Schaltkraft in die Schaltrichtung 31. Der Schlitten 21 folgt der Bewegung des Schiebers 18, wodurch die Zapfen 22, 23 wieder in Linie mit dem Finger 32 gelangen und die Federkraft minimiert ist.

Der Aufbau mit der Schraubenfeder 24 ist einfach realisierbar, unter anderem weil die Schraubenfeder 24 als gängiges Standardprodukt erhältlich ist und die Montage der Schraubenfeder 24 einfach zu bewerkstelligen ist. Der zweite Zapfen 23 ist vorteilhaft, weil er ein Schwenken der gesamten Schraubenfeder 24 um den ersten Zapfen 22 unterbindet. Die Schraubenfeder 24 kann dabei drehbar auf dem ersten Zapfen 22 sitzen. Alternativ ist die Schraubenfeder 24 gegen ein Schwenken oder Drehen um den ersten Zapfen 22 gesichert und der zweite Zapfen 23 kann weggelassen werden.

Der Schlitten 21 hat eine Verrastung 35 mit dem Gehäuse 7. Die Verrastung 35 greift jeweils ein, wenn der Schlitten 21 bzw. das Getriebeelement die vorgesehene Getriebestellung erreicht hat. Die Verrastung 35 erfordert, dass eine auf den Schlitten 21 wirkende Schubkraft längs der Schaltachse 20 einen Schwellwert überschreiten muss, damit der Schlitten 21 aus einer Getriebestellung bewegt wird. Die beispielhafte Verrastung 35 beinhaltet mehrere, gemäß der Anzahl der Getriebestellungen, Vertiefungen 36 die entlang der Schaltachse 20 aufeinanderfolgend in dem Gehäuse 7 ausgeformt sind. Der Abstand der Vertiefungen 36 entspricht dem Abstand der Getriebestellungen. Der Schlitten 21 hat eine quer zu der Schaltachse 20 vorstehende Nase 37, welche in jeweils eine der Vertiefungen 36 eingreift. Die Vertiefungen 36 und die Nase 37 haben vorzugsweise zu der Schaltachse 20 geneigt verlaufende Flanken. Aufgrund der Flanken wird die Nase 37 aus der Vertiefung 36 bei einer ausreichenden Schubkraft längs der Schaltachse 20 herausgedrückt. Die Nase 37 kann auf einer Feder 38 angeordnet sein, gegen deren Federkraft die Nase 37 aus der Vertiefung 36 heraus auslenkbar ist. Die Feder 38 kann beispielsweise durch einen in Auslenkungsrichtung an die Nase 37 angrenzenden Schlitz 39 in dem Schlitten 21 realisiert sein.

Die von der Schraubenfeder 24 ausgeübte Schaltkraft muss den von der Verrastung 35 vorgegebenen Schwellwert überwinden, bevor der Schlitten 21 der Bewegung des Schiebers 18 folgen kann. Der Schwellwert ist vorzugsweise so gewählt, dass der Schlitten 21 sich erst bewegt, wenn die Schaltkraft den Schlitten 21 bis zu der nächsten verrastenden Stellung, d.h. Getriebestellung treibt. Der Schwellwert liegt zwischen 50 % und 100 % einer Schaltkraft, z.B. zwischen 75 % und 90 %, welche die Schraubenfeder 24 bei einem Versatz zwischen Schieber 18 und Schlitten 21 gleich dem Abstand 40 zwischen zwei Getriebestellungen, z.B. Vertiefungen 36, ergibt. Die Abstände zwischen den Schaltstellungen des Schiebers 18 sind vorzugsweise gleich zu den Abständen 40 zwischen den Getriebestellungen. Der Anwender kann den Schieber 18 vorzugsweise etwas, z.B. 10 % bis 40 % des Abstandes 40, über eine Schaltstellung hinausverschieben, um einen Schaltvorgang auszulösen. Der Schlitten 21 springt in die nächste Getriebestellung und verrastet in dieser. Sobald der Anwender den Schieber 18 loslässt, sorgt die verbleibende Schaltkraft für ein Rückholen des Schiebers 18. Der Schwellwert kann durch die Federkraft der Feder 38 und die Form der Flanken der Nase 37 bzw. der Vertiefungen 36 eingestellt werden. Der Schieber 18 und eine andere Kopplungseinrichtung 41 sind in Fig. 5 als isometrischer Schnitt dargestellt, bei welchem der Schieber 18 in gewechselter Schaltstellung und das Hohlrad 15 mit der Getriebestellung noch nicht gefolgt ist. Fig. 4 zeigt die Kopplungseinrichtung 41 bei übereinstimmender Schaltstellung und Getriebestellung. Der Schieber 18 und die Verrastung 35 des Schlittens 21 mit dem Gehäuse 7 sind gleich der in Zusammenhang mit Fig. 3 und Fig. 4 beschriebenen Ausführung, weshalb auf diese verwiesen ist. Der Schlitten 21 hat ein Federelement 42 mit zwei federnden, längs der Schaltachse 20 gefalteten Abschnitten 43, 44. Die beiden gefalteten Abschnitten 43, 44 sind aufeinanderfolgend parallel zu der Schaltachse 20 angeordnet. Jeder der Abschnitte 43, 44 hat ein Ende 45, 46, welches an dem Schlitten 21 befestigt ist. Das jeweils andere Ende 47, 48 der gefalteten Abschnitte 43, 44 ist lose gegenüber dem Schlitten 21. Die beiden losen Ende 47, 48 liegen längs der Schaltachse 20 zwischen den beiden befestigten Enden 45, 46, vorzugsweise in der Mitte. Die beiden losen Enden 47, 48 sind miteinander verbunden. Ein Läufer 49 kann an den beiden losen Enden 47, 48 diese verbindend aufgehängt sein. Der Läufer 49 ist gegenüber dem Schlitten 21 längs der Schaltachse 20 beweglich. Der Schlitten 21 und das Federelement 42 sind vorzugsweise einteilig ausgebildet. Der Schlitten 21 und das Federelement 42 sind folglich zusammenhängend aus dem gleichen Material und ohne Verbindungsnähte. Der Schieber 18 ist mit der Mitte des Federelements 42, z.B. dem Läufer 49 verbunden. Der Schieber 18 kann einen Reiter 50 aufweisen, der formschlüssig den Läufer 49 umgreift. Der Läufer 49 und der Reiter 50 bilden ein zweiteiliges Gegenstück zu dem Finger 32 der vorhergehenden Ausführungsform. Der Schlitten 21 kann vormontiert werden, der Schieber 18 wird mit dem Reiter 50 auf dem Läufer 49 platziert. Beim Verschieben des Schiebers 18 in Schaltrichtung 31 wird das Federelement 42 in sich verspannt, der in Schaltrichtung 31 vordere Abschnitt 44 43 wird gedehnt, der in Schaltrichtung 31 hintere Abschnitt 43 wird gestaucht. Die resultierende Federkraft dient als Schaltkraft für den Schlitten 21.

Der Schlitten 21 kann Anschläge 51 aufweisen, welche einen relativen Versatz des Läufers 49 gegenüber seiner Ruhestellung an dem Schlitten 21 begrenzen. Der Schlitten 21 kommt vorzugsweise mit an einem der Anschläge 51 zum Anliegen, wenn der Versatz größer als 150 % des Abstandes 40 der Getriebestellungen ist. Der Versatz ergibt sich durch ein Verschieben des Schiebers 18 um mehr als 150 % aus einer der Schaltstellungen in deren zugehöriger Getriebestellung der Schlitten 21 verharrt. Beispielsweise kann die Verzahnung 17 blockiert sein. Um eine Beschädigung der gefalteten Abschnitte 43, 44 zu vermeiden, werden diese durch den Anschlag 51 von dem Läufer 49 entkoppelt.