专利名称：换档装置和包括换档装置的机械工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于动力驱动手持工具或者电动工具的动力传输装置的换档装置(shifting device),特别地用于传动,所述动力传输装 置具有至少三个传动配置。本发明还涉及机械工具，特别是涉及具有这种换档装置的动力驱动手持工具或者电动工具。
背景技术：
机械工具，特别是手持式动力工具或者电动工具，可以被用于通过切削、分割、机械加工或者去除材料而加工工件。也可以用其执行比如铆钉插入、螺钉连接等装配工作。常用的手持式动力工具可以是钻孔机、冲击式钻机、驱动器、研磨机、切割机或者锯形式的。为了增加使用中的灵活性，高品质的手持式动力工具或者电动工具特别地具有可换档的动力传输装置，例如换档传动。从而例如输出转速或者输出转矩可被适当地适用于特定的使用条件。这里，基本的目标是通过提供多个传动配置，比如档位级，而适当地使得驱动运动减速或者增速。这样，动力传输装置的范围(也就是比率范围)和单独传动配置之间的步级可以被适用于预期的使用领域。带有多级传动(其具有总共三个档位级)的电动工具从EPl 364 752 BI中得知。EPl 886 769B1公开了具有多级行星齿轮(其包括四个档位级)的机械工具。设置的档位级越多，耦接的工具就可以越早地在其最佳速度范围内工作。然而，相反地，随着档位级的数量的增加，用户操作复杂度也增加。
发明内容
鉴于此，本发明的目的是公开一种用于手持式动力工具或者电动工具的动力传输的换档装置，特别地用于齿轮传动，即使在动力传输装置的传动配置的数量增加的情况下，该换档装置也允许能够简单且直观地执行的换档处理，以及优选地使得能够进行明确的、无误的操作。此外，还要公开具有这种换档装置的机械工具，特别是动力驱动手持工具或者电动工具。根据本发明这个目的通过用于动力驱动手持工具或者电动工具的动力传输装置的换档装置实现，特别地用于传动，所述动力传输装置具有三个传动配置，换档装置具有致动装置，所述致动装置被构造成将动力传输装置从任何起始传动配置直接切换到任何目标传动装置。这样本发明的目的被实现。根据本发明，换档装置的高灵活性和快速操作成为可能，这可以使得动力驱动手持工具或者电动工具能够具有增加的操作舒适度和改进的性能。操作者现在可以将动力传输装置从例如第一传动配置直接切换到第三传动配置，也就是说，从第一档切换到第三档(third gear),而不需要用致动装置首先选择第二传动配置。这样，可以被避免例如前述的EPl 364 752 BI和EPl 886 769 BI中公开的严格强制的顺次致动。
例如，不能移动的工具(例如被卡住的钻机)的动力传输装置可以从例如对应于“高速档”的传动配置直接切换到对应于具有高转矩的档位级的传动配置。当此情况发生时，操作者能够“跳过”中间的传动配置。为了释放被卡住的工具，例如，换档装置可以适当地与转动换向装置组合。由于可以避免复杂的顺次或者连续的致动，因此切换处理可以被更快速地实现。已知的可换档动力传输装置可能具有如下缺点当从第一传动配置切换到第四传动配置时，例如，必须首先分别选择第二和第三传动配置。特别是在比如动力驱动手持工具或者电动工具的机械工具的情况下，动力传输装置通常缺乏针对改进的换档舒适度的同步装置或者类似的辅助。另外的缺点可能在于，对于每个将被跳过的传动配置，都必须首先致动机械工具的驱动。例如对于最初是在“齿反齿”位置的齿轮传动来说，为了将所涉及的部件移动 成“齿对间隙”位置，这可能是必需的。因此可完成所涉及的中间换档处理。根据本发明的直接选择避免了这个缺点。动力传输装置可以被理解为是指例如换档传动、齿轮传动、行星齿轮或者可换档的牵引驱动。但是，动力传输装置也可以是所谓的虚拟传动形式的。在电动工具的情况下，例如，虚拟传动可以包括驱动马达的激励器绕组的适当感应(influencing)。这样,驱动马达的特征曲线能够以“类变速箱”的方式改变。能够通过以特定的方式接通和切断激励器绕组而产生具有例如不同斜率的不同速度-转矩特征曲线。传动配置可以被理解为是指特定的齿轮比，特别地输入转速与输出转速之间的某种关系。但是，传动配置也可以包括止动或者停止功能或者旋转方向的适应。根据本发明的另一个结构，致动装置与至少一个换档元件配合，优选地与第一和第二换档元件配合，换档元件能够被移动以将动力传输装置选择性地切换到期望的传动配置。特别地在齿轮传动的情况下，换档元件可以是拨叉、换档轮、换档小齿轮或者环形齿轮形式的。但是，换档元件也可以是换档件形式的，该换档件适于适当地影响致动装置以产生期望的传动配置。特别地，例如，它可以包括离合器、制动器、锁定装置或者能够与齿轮传动中的单独齿轮配合的类似元件。根据本发明的另一个方面，致动装置包括致动元件，致动元件可以被耦接至该至少一个换档元件以用于其移动，致动元件能够沿着两个空间轴线移动并且致动元件优选地具有手动控制元件。原则上，用于致动的两个适当空间轴线可以从六个可能的空间轴线(B卩，三个转动轴线和三个线性轴线)中选择。优选地，例如能够确定一个线性轴线，并且能够进一步地选择允许围绕选定的线性轴线转动的转动轴线。其他的组合同样是可能的。手动控制元件能够以简单的方式将由操作者执行的致动运动直接传输到致动元件。致动元件例如可以被构造为转动-推动元件、旋转-推动元件或者球形的转动或旋转元件。此外，致动元件可以被构造为允许沿着平面在两个空间方向上的运动。给定足够大的转动半径或者旋转半径，例如，转动部件或者旋转部件也可以被理解为准推动运动。如果致动元件沿着两个空间轴线是可移动的(即，大体上具有两个自由度)，则能够取代顺序的换档致动而以简单的方式实现多个期望的传动配置的直接选择。根据本发明的研发，致动元件与导引元件配合，所述导引元件为致动元件限定了至少三个锁定位置，致动元件能够在这至少三个锁定位置之间直接地移动。这样，可以被显著地减小不正确操作的风险。特别地，能够避免不期望的换档位置，例如目标传动配置的意外“超出”或者致动元件在未限定中间位置中的粘附。导引元件例如可以被构造为动力驱动手持工具或者电动工具的壳体的一部分。根据这个配置的研发，导引元件包括至少三角形的、特别地有四个转角的导引表面，致动元件(优选地致动元件的手动控制元件)沿着该导引表面是可移动的。导引表面可以被理解为例如动力驱动手持工具或者电动工具的壳体中的开口，其限定了描述致动元件的允许位置的区域或者路径平面。换句话说，导引表面可以是二维导引门形式的，在该二维导引门上能够从每个点直接到达每个点。如果致动元件的手动控制元件突伸穿过导引区域则是更优选的。手动控制元件因此能够在锁定位置中与导引元件抵接。 锁定位置可以被分配至导引区域的转角处。不言而喻地，导引区域的转角可以是倒圆的，例如以对应于手动控制元件的形状。这样，能够确保换档位置(即，各个传动配置)到锁定位置的明确分配。每个锁定位置(例如，导引区域的每个转角)可以从另一个锁定位置直接到达，而不需要致动元件或者其手动控制元件必需穿过位于之间的另一个锁定位置。锁定位置允许可靠和直观的操作。能够显著地减小不正确操作的危险。由于致动装置的限定的锁定位置(可以明确且可靠地到达所述锁定位置)，能够“盲”操作换档装置。操作者可以全神贯注在当前的工作处理上而不会被换档操作过多地分心。手动控制元件与导引元件的锁定位置联合能够进一步用作换档位置指示器。致动元件的手动控制元件在导引区域的一个转角中的设置允许对当前换档状态或者当前传动配置进行快速且简单的触觉和视觉的检测。根据本发明的另一个方面，致动装置包括至少两个从动滑块(slave slider)，所述从动滑块可以选择性地移动。从动滑块可以通过例如强制连接(positively connected)或者非强制连接(non-positively connected)的导引装置被稱接至壳体或者稱接至致动元件。从动滑块可以被设计成将施加至致动元件的换档运动传输至相应的换档元件。根据这个结构的研发，第一从动滑块能够大体上通过致动元件的运动的轴向推动分量而移动，而第二从动滑块能够大体上通过致动元件的运动的转动分量而移动。这样,被施加至致动元件的换档运动可以被分解成分量。轴向推动分量和转动分量可以对应于致动元件能够沿其移动的选定空间轴线。运动的各个分量可以用来分别使两个从动滑块中的一个移动。可通过例如该设计中提供的自由滑动区(free-run zone)来调节对于各个从动滑块来说不期望的运动分量。轴向推动分量可以被理解为例如纵向的推动分量，该纵向的推动分量基本上在动力传输装置的纵向轴线的方向上发生。这个轴线可以例如与机械工具的工具主轴的主轴线重合、可以布置成与之平行、或者可以设置成与之垂直。例如可通过致动元件围绕纵向轴线的转动而产生转动分量或者旋转分量。原理上可理解的是，简化形式的转动分量作为横向推动分量，其大体上垂直于轴向推动分量定向。最重要的是，这两个运动分量沿着两个分离且可区分的方向或者维度对准，以实现期望的分量分离。根据本发明的另一个结构,提供了至少部分地形成的周向凹槽(circumferentialgroove,周向凹槽)，借助于该周向凹槽，致动元件通过驱动器与第一从动滑块配合，同时提供了至少部分地形成的对角凹槽(diagonal groove),借助于该对角凹槽，致动元件通过驱动器与第二从动滑块配合。周向凹槽和对角凹槽例如可被形成在致动元件中或者形成在相应从动滑块中。周向凹槽可以是例如环向狭槽形式的。致动元件的转动或者旋转导致驱动器在周向凹槽中运动。这样，可以实现自由滑动区。致动元件的大体上横向于周向凹槽的纵向长度的位移可以引起第一从动滑块的对应的拖动运动。·
相反，致动元件的转动或者旋转能够在对角凹槽与相关驱动器之间的相互作用(interplay)中引起第二从动滑块的纵向位移。对角凹槽也可以被理解为螺旋形凹槽或者具有倾斜度的倾斜周向凹槽。对角凹槽的倾斜度可被设置为常量。但是，也可以提供具有锁定点或者具有平缓过渡的向内或者向外的凹部的可变倾斜度。这样，能够加强换档运动的顺行。在展开的状态下观察，周向凹槽和对角凹槽可以被理解为相互成小于90°的角度而设置的两个平坦凹槽。换句话说，换档运动可以借助于第一从动滑块或者第二从动滑块引起第一换档元件或者第二换档元件的大体轴向位移，第一换档元件的轴向位移通过致动元件的轴向位移而实现，而第二换档元件的轴向位移通过致动元件借助于手动控制元件通过致动元件的横向位移而以转动、旋转或者简化形式实现。在这种情况下，致动元件的转动或者旋转通过对角凹槽形式的导引门被转换成推动运动。作为用于避免第二从动滑块由于致动元件的纵向位移的直接轴向推动拖动的自由滑动区域，可提供大体上沿纵向轴线的方向延伸的另一个凹槽。根据本发明的另一个方面，致动元件大体上被构造为环绕动力传输装置的环。这样，特别是在行星齿轮的情况下，可以产生紧凑的结构。致动元件可以是例如完整的环形式的或者环段形式的。根据本发明的另一个结构，致动元件具有多部分(特别是两部分)结构，至少第一致动元件部相对于第二致动元件部是纵向可移动的。这样，自由滑动区域能够已经形成在致动元件本身中。因此可以阻止在其动作中在两个从动滑块中一个上的不期望的运动分量。可替换地，第一致动元件部和第二致动元件部可以被构造为相对于彼此是可转动的。作为这个手段的结果，可以减少安装空间需求。可以避免额外的分量。根据本发明的另一个方面，致动装置通过至少一个弹性元件作用在该至少一个换档元件上。在这种情况下，该至少一个弹性元件可用作能量存储装置。这样，例如如果所涉及的动力传输装置的部件最初不能根据需要移出或者移入啮合，已经开始的换档过程可以被中断。例如在齿轮传动中，这可能由“齿反齿”位置导致。在驱动马达的下一次启动中，可以产生期望位置，因此换档过程可以被自动地终止。该至少一个弹性元件能够在一时间延迟下传输换档过程所需的力。
根据这个结构的研发,可以提供弹簧箍筋(spring stirrup)形式的两个弹性元件，第一弹簧箍筋能够耦接至第一从动滑块以及耦接至第一换档元件，第二弹簧箍筋能够耦接至第二从动滑块以及耦接至第二换档元件。弹簧箍筋可以具有例如圆形(特别是圆的一部分)的形状，或者可以是U形的。弹簧箍筋可以例如通过弯曲的弹簧端接合在相应从动滑块或者换档元件的相应凹槽或者凹部中。
根据本发明的另一个结构，动力传输装置是具有至少两个行星级的行星齿轮的形式的，特别地，所述行星级的环形齿轮借助于换档装置能够选择性地可移动。这样，例如具有四个齿轮的换档传动可以被实现。环形齿轮可以用作换档元件，或者可以被换档元件致动并且被选择性地闭锁或者释放。在行星齿轮中行星级可以具有多个传动配置，所述多个传动配置可以通过传动元件的选择性的闭锁、释放或者连接而被实现。例如，行星级可以通过太阳齿轮被驱动，所述太阳齿轮与至少一个行星齿轮啮合，该至少一个行星齿轮在第一传动配置中沿固定至壳体的环形齿轮运行。在输出侧，可以设置被行星的循环驱动的行星架。行星架可以耦接至例如第二行星级的太阳齿轮。在行星级的第二传动配置中，环形齿轮可以例如从壳体被释放并且，除了与行星齿轮啮合之外，也可以开始与行星架啮合。因此行星级可以被闭锁并且可在没有内部相对运动的情况下循环。如果在第二行星级中以相似或不同的方式提供了两个另外的传动配置的话，则能够产生总共四个传动配置。行星齿轮可以是例如筒形的或者圆柱形的，并且，特别地，可以与环形致动元件相互作用。这样，能够特别有效地利用可用的安装空间。不言而喻的是，代替行星齿轮，也可提供混合传动(例如行星级和齿轮级的组合)，其中输入和输出未被同轴地设置。传动的其他结构形式是容易想到的。本发明的目的也通过机械工具连同根据前述方面中任一项的换档装置来实现，所述机械工具特别是动力驱动手持工具或者电动工具，包括壳体、输入驱动、输出驱动和动力传输装置，所述动力传输装置被连接在输入驱动与输出驱动之间且具有至少三个传动配置。根据该机械工具的另一个配置，换档装置与设置在壳体上的导引元件配合，该导弓I元件包括被构造为壳体中的开口的导引表面。不言而喻的是，在不偏离本发明保护范围的前提下，本发明的前述特征以及在下文中将被解释说明的那些特征不仅可以以指定的特定组合来使用，而且可以以其他的组合使用或者单独使用。
本发明的进一步的特征和优点从下文中参考附图对一些优选示例性实施例的描述中显而易见,其中图I是根据本发明的机械工具的立体图；图2是包括多个传动配置的动力传输装置的简化符号表示；
图3是根据图I的机械工具的俯视图；图4a_4c示出了处于不同档位位置中的根据本发明的换档装置的致动装置的简化的表示；图5是根据图4a至4c的致动装置的其他部分部件的说明性的表示；图6a_6c显示了根据图4a至4c的致动装置的其他视图，其中考虑了处于不同档位的根据图5的部分部件；图7是致动元件的立体视图；图8a_8b是不同导引兀件和导引表面的简化表不;图9是用于用在根据本发明的换档装置中的另一个致动装置的前视图；图IOa-IOb示出了沿着线X_X穿过根据图9致动装置截取的两个截面图；图Ila-Ilc示出了根据图9的致动装置的不同立体图，以及图12a_12b示出了根据图9的致动装置的其他立体图，以切除表示的方式示出了 选定的部件。
具体实施例方式图I示出了根据本发明的动力驱动手持工具的形式的机械工具，该动力驱动手持工具作为一个整体由标号10表不。动力工具10例如被实现为电动工具。动力工具10具有壳体12，纵向轴线16延伸穿过该壳体12。工具主轴14形式的输出驱动被形成在动力工具10的壳体12的前端处。工具主轴14用于接收工具(未详细示出)。例如，工具主轴14可以通过工具夹头(toolchuck,刀夹)(未示出)被连接到钻头或者螺丝起子头。动力工具10还包括动力传输装置30 (在图I中没有示出；见图2)。动力传输装置30可以通过换档装置18切换为不同的变速配置。换档装置18具有致动装置19，该致动装置19可以通过手动控制元件20操作。动力工具10的壳体12还包括夹持区域22，启动开关24被设置在夹持区域22上。能量供应装置26耦接至壳体12的基底区域。在当前的示例中能量供应装置26例如被显示为电池组。可替换地，动力工具10的总线连接(mains-connected)的能量供应是可能的。动力工具10在该示例中被显示为无线钻机或者无线驱动器。但是，它同样地可以是镗孔机、冲击式钻机、冲击式驱动器、锯、研磨机、具有振荡的输出驱动的动力工具等。下面参考图2通过符号传动图来解释可能被用在例如图I中所示的动力工具10中的动力传输装置30的示例性结构。动力传输装置30在该示例中被表示为行星齿轮，该行星齿轮被连接在驱动马达28形式的输入端与输出侧上的工具主轴14之间。离合器34设置在动力传输装置30和工具主轴14之间。在下文的解释说明中，首先假定换档装置18可用来将动力传输装置30切换至不同的传动配置(例如比率步级(ratio steps)).然而，换档装置18也可以被用于选择性地切换离合器32、34中的至少一个。离合器32、34能够选择性地连接或者断开耦接部件与旋转驱动。离合器32、34可以是强制离合器(positive clutch)或者非强制离合器(nonpositive clutch)形式的。离合器32、34中的至少一个可被构造为制动器或者闭锁元件，例如以便于相对于动力工具10的壳体12选择性地固定待耦接的部件。
动力传输装置30包括两个行星级36a、36b，为了清楚的目的，当前示例中的这两个行星级在结构上是大体相同的。行星级36a包括太阳齿轮38a，该太阳齿轮与至少一个行星齿轮40a、环形齿轮42a和行星架44a配合。行星架44a包括从动齿46a。在壳体侧部上，可I禹接至环形齿轮42a的闭锁反齿(blocking counter_toothing)50a的闭锁齿48a与第一行星级36a联接。行星架44a耦接至第二行星级36b的太阳齿轮38b。太阳齿轮38b与至少一个行星齿轮40b、环形齿轮42b和行星架44b配合。行星架44b通过离合器34可连接至工具主轴14。第二行星级36b包括行星架44b上的被动齿46b。在壳体的侧部上，可耦接至环形齿轮42b的闭锁反齿50b的闭锁齿48b与第二行星级36b联接。原则上，根据图2的动力传输装置30通过环形齿轮42a、42b相对于图I中的纵向轴线16的轴向位移而被切换至不同的传动配置。在图2中，第一行星级36a的环形齿轮以简化的形式被表示在两个可能的位置42a、42a’中，而第二行星级36b的环形齿轮被类似地显示在两个位置42b、42b’中。相关的位移由两个双箭头表示，该两个双箭头由52a和52b标示。在第一传动配置中，环形齿轮42a、42b通过它们的闭锁反齿50a、50b不可旋转地耦 接至壳体上的闭锁齿48a、48b上。在替换的配置中，环形齿轮42a’、42b’已经被移出与闭锁齿48a、48b的卩齿合。闭锁反齿50a’、50b’未相对于壳体固定。此外,环形齿轮42a’、42b’用于与行星齿轮40a、40b啮合以及与行星架44a、44b的被动齿46a、46b啮合。在该配置中，行星级36a、36b在每种情况下均被闭锁。各个行星级36a、36b的环形齿轮42a和42b、行星架44a和44b、行星齿轮40a和40b以及太阳齿轮38a和38b在每种情况下均能够共同地循环。因此，每个行星级36a、36b具有两个传动配置。对于该动力传输装置30来说产生总共四个可能的传动配置。不言而喻地，换档装置18可以与多种不同的动力传输装置(特别地具有非常不同的传动类型、传动配置和换档元件)结合使用。根据图2中的表示，环形齿轮42a、42b用作换档元件，换档装置18能够与该换档元件直接地或者间接地配合以用于换档的目的。其他的换档元件是容易想到的。例如，可将闭锁齿48a、48b构造成可位移的以便通过所述闭锁齿48a、48b的位移选择性地闭锁或者释放环形齿轮42a、42b。其他的换档元件，特别是用于具有相互间隔的平行轴的传统切换变速器的换档元件，可包括换档拨叉、制动器、闭锁装置、换档楔或者可位移的齿轮。图3示出了根据图I的动力工具10的俯视图。用于操作换档装置18的致动装置19的手动控制元件20在由导引元件58界定的导引区60的区域内能够移动。在示例中手动控制元件20被示出为稍微凸起的和圆盘形的。手动控制元件20具有空心或者凹槽56 (也见图I或者图7)，该空心或者凹槽56可便于用拇指或者用单个手指操作致动装置19。其他的配置也是可能的。如果一起参看图4a至7，致动装置19的第一示例性实施例的结构变得更加明白。致动装置19包括致动元件62,手动控制元件20可以被接纳在致动元件62上(也见图7)。在图4a至4c中，示出了致动元件62处于不同的换档位置中。致动元件62能够例如沿纵向轴线16的方向(见由72表示的箭头)在由导引元件58限定的区域(见图3)中位移。箭头72表示空间轴线，也就是线性轴线，致动元件沿着该线性轴线能够位移。此外，导引元件58允许致动元件62在一定范围内的旋转或者转动(为了清楚起见,见由74表示的箭头)。箭头74表明了空间轴线(也就是旋转轴线)，致动元件绕该旋转轴线能够位移。
致动元件62具有环形结构并且环绕内壳体64。在下文中结合图9至12b更详细地描述内壳体64。周向凹槽66形成在致动元件62中并且与驱动器68配合，驱动器68与第一从动滑块70连接。第一从动滑块70可连接至第一换档元件，例如连接至图2中所示的第一环形齿轮42a，以使其直接或间接地位移。周向凹槽66和驱动器68以这种方式配合致动元件62绕纵向轴线16的转动或者旋转不会导致第一从动滑块70的拖动。在图4b中这种转动已经发生(对照致动元件62’)。第一从动滑块70没有位移。相反，沿箭头72方向上的推动运动导致驱动器68通过周向凹槽66被拖动。因此，在从图4a至图4c的转换中，致动元件62”已使得第一从动滑块70沿纵向方向位移并且因此可作用于换档元件上。除了周向凹槽66外，致动元件62还具有纵向凹槽75 (例如，见图7)。在该纵向凹槽75与其他部件的相互作用中，这个纵向凹槽75有助于使得致动元件62的转动或者旋 转能够被用于使换档元件纵向地位移。这将参考图5至6c而更详细地解释。随着转动，致动元件62与第二从动滑块80的驱动器84a、84b相互作用以导致其位移(见图5)。对角凹槽76也被设置在第二从动滑块80上。第二从动滑块80被容纳在滑块导向器82中。滑块导向器82允许第二从动滑块80与致动元件62的转动或者旋转类似地转动或者旋转。滑块导向器82可以例如不可旋转但可纵向位移地被容纳在内壳体64上或者壳体12 (没有被显示出)上。第二从动滑块80的对角凹槽76与驱动器78配合，驱动器78被刚性地容纳在壳体上，例如容纳在内壳体64上。在致动元件62的由箭头74表示的转动期间第二从动滑块80的运动路径的退绕(unwinding，展开)可以以简化的形式理解为沿着滑块导向器82的横向位移(见图5中由74’表示的箭头)。通过与固定的驱动器78相互作用的对角凹槽76的斜向设置，第二从动滑块80的这种横向位移产生了作为结果的纵向位移(见由86表示的箭头)。因此第二从动滑块80可以直接地或者间接地作用在第二换档元件(例如图2中所示的第二环形齿轮42b)，导致所述第二环形齿轮42b将要位移。虽然致动元件62沿箭头72的纵向位移不会产生第二从动滑块80在这个方向上的任何直接拖动，但是由于例如驱动器84a、84b在这个方向上可位移地安装在纵向凹槽75中，因此这可以发生。例如当比较图6a和6c时，这种自由滑动区域变得明显。在图6c中，致动元件62”从图6a中致动元件62的位置开始已经沿纵向方向位移。然而第二从动滑块80和从动导向器82没有位移。在图6b中所示的致动元件62’的情况下,与图6a中所示的致动元件62的转动一样导致第二从动滑块80的相应转动，并且从而导致滑块导向器82的纵向位移。这样，如被图2中所示的动力传输装置30例如能够通过选择性地推动和/或转动致动元件62的手动控制元件20而被切换，因此可从任何起始传动配置直接到达任何期望的传动配置。如前面所解释的那样，图7示出了致动元件62的示例性结构。在本示例中周向凹槽66的区域和纵向凹槽75的区域以大约180°的偏移设置在致动元件62上。可替换地，该区域可以例如在纵向方向上一前一后地设置，而没有任何明显的角度偏移。这能够允许将致动元件62构造为环的仅仅一段,例如环的一半或者四分之一。图8a示出了限定导引区域60a的导引元件58a的示例性结构，所述导引元件58a在它的转角处具有用于四个不同传动配置I、II、III、IV的四个锁定位置。转角被倒圆。为了操作致动元件62，手动控制元件20可以被移动，例如，从锁定位置IV开始，直接移动到其他锁定位置Ι、Π、ΙΙΙ (见由88a、90a、92a表示的箭头)中的每个。沿着箭头88a的运动可以产生例如致动元件62的旋转或者转动。在这种情况下第二从动滑块80例如可以被移动而第一从动滑块70不被驱动。手动控制元件20沿着箭头90a的运动可以导致致动元件62的轴向推动运动。在这种情况下，第一从动滑块70例如能够被拖动而第二从动滑块80保持没有拖动运动。如果手动控制元件20沿着箭头92a运动，则发生具有轴向推动分量和转动分量的组合运动。因此第一从动滑块70和第二从动滑块80两者都能够沿纵向方向位移。图Sb示出了具有导引区域60b的导引元件58b的基本类似的结构，但是该导引元件58b是三角形的。从锁定位置II开始，手动控制元件20能够直接地移动至锁定位置I或者III或者反之亦然(见由88b、90b表示的箭头)。在锁定位置I与II之间的直接转移同样是可能的。 为了进一步提高换档舒适度，例如，导引区域58a、58b的侧部可以略微地向内弯曲。这样，在操作期间甚至能更清楚地检测到锁定位置。参考图9至12b，将更详细地解释替换的致动装置19a。与图4a至图7中所示的致动装置19相比，更详细地示出了各个部件并且还提供了其他部件。将容易理解的是，这种手段也可以被用在前面提到的示例性实例的情况中。图9示出了致动装置19a的前视图。致动装置19a包括致动元件62a,致动元件62a具有包括致动元件部96a和另一个致动元件部96b的多部分结构。致动元件部96a和96b通过滑动导向器98 (也见图Ila至lie)相互连接。滑动导向器98用作自由滑动区域以避免在致动元件部96a的纵向位移期间致动元件部96b的拖动。这种功能如在图7中所示的致动元件62中那样通过纵向凹槽75实现。当致动元件部96a被转动或者旋转时,致动元件部96b被拖动。第一从动滑块70以纵向可位移的方式例如通过滑块导向器100被接收在内壳体64上以及第二从动滑块80例如通过滑块导向器102被接收在内壳体64上(也见图10a、IOb和12a)。第一从动滑块70耦接至弹簧箍筋104a，第二从动滑块80耦接至弹簧箍筋104b。弹簧箍筋104a、104b具有弹簧端106a、106b，所述弹簧端例如可被制成曲柄形或者弯曲。弹簧端106a、106b突伸穿过内壳体64的开口 108a、108b (见图IOa和图11a)。在这个区域中弹簧端106a、106b可以啮合在换档元件(例如图2中所示的环形齿轮42a、42b)中，以实现换档过程。弹簧箍筋104a、104b可以暂时地存储能量，例如如果所涉及的齿最初不能相互啮合时，所述能量为了完成已经随着驱动马达28的下一次启动已开始的换档运动。弹簧箍筋104a、104b分别被容纳在第一从动滑块70和第二从动滑块80的弹簧凹槽110a、110b中(见图10b)。在如图4a至图7中所示的致动装置19的示例中，这种弹性元件可以以类似的方式被容纳在从动滑块70、80上，以及也容纳在滑块导向器82上。如果一起参照图10b、llc和12a，显然在致动装置19a的示例中，周向凹槽66未被设置在致动元件62a上而是设置在第一从动滑块70上。相反，与周向凹槽66相互作用的驱动器68现在被设置在致动元件62a的致动元件部96a上。这呈现了简单的运动学反转并且在其他部件的情况下也是容易地到的。
类似地，在例如致动装置19a的情况下，与图5中所示结构的对角凹槽76、纵向凹槽75、驱动器84a、84b以及驱动器78相对应的部件被实现为改进的形式。致动元件部96b能够例如通过壳体上的适当导向器(未详细示出)与致动元件部96a共同地绕纵向轴线16旋转，但是没有沿着纵向轴线16位移。对角凹槽76被设置在致动元件部96b中(见图10b、Ilb和12b)。与图5中的驱动器84不同，未被刚性地安装至壳体的驱动器114被容纳在致动元件部96b的对角凹槽76中。驱动器114被设置在第二从动滑块80的突出部112上。通过手动控制元件20进行的致动元件62a的转动或者旋转(见图Ilc中的箭头74)通过致动元件部96a进行致动元件部96b的旋转拖动。在这种情况下，根据致动元件部96b中的对角凹槽76的斜向设置或者倾斜度，驱动器114在纵向方向上移动，从而使得第二从动滑块80位移。致动元件部96a的转动不会导致第一从动滑块70的位移，因为驱动器68在周向凹槽66中是可移动的(见图12a)。 致动元件62a的手动控制元件20的推动运动(见图Ilc中的箭头72)作用在致动元件部96a上但是不作用在致动元件部96b上，因为后者通过滑动导向器98被排除在轴向推动拖动之外。致动元件部96a的纵向位移通过驱动器68被传动至第一从动滑块70的周向凹槽66 (见图12a)。在具有在致动装置19a的示例中已经被解释的结构的情况下，图2中所示的动力传输装置30例如也能够被简单地切换为四个不同的传动配置。关于操作逻辑，可以参考结合图8a和8b进行的解释。不言而喻的是，对根据本发明方面的结构进行进一步改进是可能的。这些改进可以包括，特别地，凹槽或者门轨道、驱动器或者导轨相对于致动元件62、从动滑块70和80、滑块导向器82、壳体12、内壳体64或者其他元件的配置。通过几何反转、运动学反转或者元件对的交换，这种结构可以从所述的示例性实施例中获得。
权利要求
1.一种用于动力驱动手持工具或者电动工具的动力传输装置(30)的换档装置，所述动力传输装置(30)具有至少三个传动配置(I、II、III、IV)，其中所述换档装置包括致动装置(19)，所述致动装置被构造成将所述动力传输装置(30)从任何起始传动配置(I ；11 ；III ;IV)直接地切换为任何目标传动配置。
2.根据权利要求I所述的换档装置，所述换档装置被构造为用于电动工具的传动的换档装置。
3.根据权利要求I所述的换档装置，其中，所述致动装置(19)与至少一个换档元件(42a、42b)配合，所述至少一个换档元件是能够位移的以选择性地将所述动力传输装置切换为期望的配置(I、II、III、IV)。
4.根据权利要求3所述的换档装置，其中，所述致动装置(19)与至少第一换档元件和第二换档元件配合。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的换档装置，其中，所述致动装置(19)包括致动元件(62)，所述致动元件能够耦接到所述至少一个换档元件(42a、42b)以用于所述至少一个换档元件的位移，其中所述致动元件(62)沿着两个空间轴线(72、74)能够位移。
6.根据权利要求5所述的换档装置，其中，所述致动元件(62)包括手动控制元件(20)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的换档装置，其中，所述致动元件(62)与导引元件(58)配合，所述导引元件为所述致动元件(62)限定了至少三个锁定位置，所述致动元件(62)能够在所述至少三个锁定位置之间直接位移。
8.根据权利要求7所述的换档装置，其中，所述导引元件(58)包括具有至少三个转角的导引区域(60)，所述致动元件(62)沿着所述导引区域能够位移。
9.根据权利要求8所述的换档装置，其中，所述导引区域(60)是至少四个转角的。
10.根据权利要求8或9所述的换档装置，其中，所述致动元件(62)的所述手动控制元件(20)沿着所述导引区域能够位移。
11.根据前述权利要求中任一项所述的换档装置，其中，所述致动装置(19)包括至少两个从动滑块(70、80 )，所述至少两个从动滑块是可选择性地移动的。
12.根据权利要求11所述的换档装置，其中，第一从动滑块(70)大体上通过所述致动元件(62)的运动的轴向推动分量(72)能够移动，并且第二从动滑块(80)大体上通过所述致动元件(62)的运动的转动分量(74)能够移动。
13.根据权利要求11或12所述的换档装置，还包括至少部分地形成的周向凹槽(66)，通过所述周向凹槽，所述致动元件(62)借助于驱动器(68)与所述第一从动滑块(70)配合，且还包括至少部分地形成的对角凹槽(76)，通过所述对角凹槽，所述致动元件(62)借助于驱动器(78、114)与所述第二从动滑块80配合。
14.根据权利要求5至13中任一项所述的换档装置，其中，所述致动元件(62)大体上被构造为环绕所述动力传输装置(30)的环。
15.根据权利要求5至14中任一项所述的换档装置，其中，所述致动元件(62)具有多部分结构并且其中至少第一致动元件部(96a)相对于第二致动元件部(96b)能够纵向位移。
16.根据权利要求15所述的换档装置，其中，所述致动元件(62)具有两部分结构。
17.根据权利要求3至16中任一项所述的换档装置，其中，所述致动装置(19)通过至少一个弹性元件(104a、104b)作用在所述至少一个换档元件(42a、42b)上。
18.根据权利要求17所述的换档装置，还包括弹簧箍筋形式的两个弹性元件(104a、104b)，第一弹簧箍筋(104a)能够耦接至所述第一从动滑块(70)以及耦接至所述第一换档元件(42a)，第二弹簧箍筋能够耦接至所述第二从动滑块(80)以及耦接至所述第二换档元件(42b)。
19.根据前述权利要求中任一项所述的换档装置，其中，所述动力传输装置(30)被构造为包括至少两个行星级(36a、36b)的行星齿轮。
20.根据权利要求19所述的换档装置，其中，所述行星齿轮包括具有环形齿轮(42a、42b)的行星级(36a、36b)，所述环形齿轮通过所述换档装置(18)能够选择性地位移。
21.—种机械工具，包括壳体(12)、输入驱动(28)、输出驱动(14)和动力传输装置(30)，所述动力传输装置被连接在所述输入驱动(28)与所述输出驱动(14)之间且包括至少三个传动配置(I、II、III、IV)，所述至少三个传动配置包括根据前述权利要求中任一项所述的换档装置(18)。
22.根据权利要求21所述的机械工具，其中，所述机械工具被构造为动力驱动手持工具或者电动工具。
23.根据权利要求21或22所述的机械工具(10)，其中，所述换档装置(18)与设置在所述壳体(12)上的导引元件(58)配合，所述导引元件(58)包括导引区域(60)，所述导引区域被构造为所述壳体(12)中的开口。
全文摘要
本发明涉及具有换档装置的机械工具，以及涉及用于动力驱动手持工具或者电动工具的动力传输装置(30)的换档装置，特别地用于传动，该动力传输装置(30)具有至少三个传动配置(I、II、III、IV)，其中换档装置具有致动装置(19)，所述致动装置被构造为将动力传输装置(30)从任何起始传动配置(I；II；III；IV)直接地切换为任何目标传动配置。
文档编号B25F5/00GK102896620SQ201210260820
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月25日 优先权日2011年7月27日
发明者诺伯特·韦希特, 约翰内斯·赫普纳, 克劳斯·赫夫勒 申请人:C.&E.泛音有限公司