CH687408A5 - Slip clutch a power tool. - Google Patents
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Description
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CH 687 408 A5 CH 687 408 A5
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Beschreibung description
Die Erfindung betrifft eine Rutschkupplung einer Elektrowerkzeugmaschine, insbesondere Heckenschere oder Bohrmaschine, mit wenigstens einer ringförmigen Tellerfeder zwischen einem äusseren und einem inneren Getrieberad. The invention relates to a slip clutch of a power tool, in particular hedge trimmers or a drill, with at least one annular disk spring between an outer and an inner gear wheel.
Eine Heckenschere riit einer Rutschkupplung ist in der DE 4 005 133 A1 beschrieben. Eine solche Rutschkupplung soll verhindern, dass die Getriebezähne beschädigt werden, wenn die Messer der Heckenschere, beispielsweise an starken Ästen, blockieren. A hedge trimmer with a slip clutch is described in DE 4 005 133 A1. Such a slip clutch is intended to prevent the gear teeth from being damaged if the blades of the hedge trimmer block, for example on strong branches.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rutschkupplung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die bei kompakter Bauweise ein möglichst genaues Ansprechmoment gewährleistet, wobei auch hohe Ansprechmomente erreicht werden können. The object of the invention is to propose a slip clutch of the type mentioned, which ensures the most accurate response possible with a compact design, and high response torques can also be achieved.
Erfindungsgemäss ist obige Aufgabe bei einer Rutschkupplung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Tellerfeder an ihrem Innenumfang in Umfangsrichtung formschlüssig an dem inneren Getrieberad angreift und sich im Bereich des Innenumfangs axial an dem inneren Getrieberad abstützt und dass die Tellerfeder im Bereich ihres Aussenumfangs reibschlüssig an dem äusseren Getrieberad axial anliegt. According to the invention, the above object is achieved in the case of a slip clutch of the type mentioned at the outset in that the plate spring engages in a form-fitting manner on the inner gear wheel on its inner circumference in the circumferential direction and is axially supported on the inner gear wheel in the area of the inner circumference and in that the plate spring is frictionally engaged in the area of its outer circumference axially abuts the outer gear.
Dadurch ist erreicht, dass der Bereich, an dem die Tellerfeder rutschen kann, definiert der Bereich beim Aussenumfang ist, weil die Tellerfeder an ihrem Innenumfang durch den Formschluss zwangsweise mit dem inneren Getrieberad verbunden ist. Da somit sichergestellt ist, dass die Tellerfeder nicht im Bereich ihres Innenumfangs durchrutschen kann, ist das Ansprechmoment, bei dem es zum Durchrutschen kommt, recht genau bestimmbar. Es ist vergleichsweise hoch wählbar, da das Rutschen auf dem grossen Durchmesser der Tellerfeder stattfindet. Da ein Durchrutschen nur im Bereich des grossen Durchmessers stattfinden kann, ist auch die Fläche, mit der die Tellerfeder durchrutscht, vergleichsweise gross. It is thereby achieved that the area on which the plate spring can slide defines the area on the outer circumference, because the plate spring on its inner circumference is forcibly connected to the inner gear wheel by the positive connection. Since this ensures that the plate spring cannot slip in the area of its inner circumference, the response torque at which it slips can be determined quite precisely. It can be selected comparatively high because the sliding takes place on the large diameter of the disc spring. Since slipping can only take place in the area of the large diameter, the area with which the plate spring slips is also comparatively large.
Die beschriebene Rutschkupplung ist mit einfachen Bauteilen kompakt aufgebaut, so dass sie in der Werkzeugmaschine nur einen vergleichsweise geringen Bauraum benötigt. The slip clutch described is of compact construction with simple components, so that it requires only a comparatively small installation space in the machine tool.
Die beschriebene, reibschlüssige Rutschkupplung hat gegenüber Ratschenkupplungen und Kugelrastkupplungen den weiteren Vorteil, dass beim Ansprechen der Kupplung keine Vibrationen auftreten und ihr Aufbau diesen gegenüber einfach ist und wenig Bauraum beansprucht. The frictional slip clutch described has the further advantage over ratchet clutches and ball detent clutches that no vibrations occur when the clutch responds and that its construction is simple compared to this and takes up little space.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist am inneren Getrieberad ein Versteilglied gelagert, mit dem die Vorspannung, mit der die Tellerfeder auf das äussere Getrieberad drückt, einstellbar ist. Dadurch ist ein genaues Einstellen des Ansprechmoments möglich. In a preferred embodiment of the invention, an adjusting member is mounted on the inner gear wheel, with which the pretension with which the plate spring presses on the outer gear wheel can be adjusted. This enables precise setting of the response torque.
Vorzugsweise sind zwei oder mehrere Tellerfedern als Tellerfederpaket vorgesehen. Two or more disk springs are preferably provided as a disk spring assembly.
Um ein besonders hohes Ansprechmoment bei kleinem Platzbedarf zu erreichen, ist in Weiterbildung der Erfindung am äusseren Getrieberad ein Innenkonus ausgebildet, in den eine Kegelhülse reibschlüssig eingreift, die in Umfangsrichtung formschlüssig mit dem inneren Getrieberad in Eingriff steht. Durch die Flächenpaarung zwischen dem Innenkonus und der Kegelhülse ist die Wirkung der Tellerfeder unterstützt und insgesamt das Ansprechmoment erheblich vergrössert. Vorzugsweise drückt das Versteilglied axial auf die Kegelhülse. In order to achieve a particularly high response torque with a small space requirement, in a further development of the invention, an inner cone is formed on the outer gear wheel, in which a conical sleeve engages in a friction-locking manner, which engages in a form-fitting manner in the circumferential direction with the inner gear wheel. The surface pairing between the inner cone and the taper sleeve supports the effect of the disc spring and considerably increases the response torque overall. The adjusting member preferably presses axially on the conical sleeve.
Zur Erhöhung des Ansprechmoments ist es auch möglich, eine weitere Tellerfeder bzw. ein weiteres Tellerfederpaket auf der der ersten Tellerfeder bzw. dem ersten Tellerfederpaket abgewandten Seite des äusseren Getrieberads vorzusehen. Diese weitere Tellerfeder bzw. dieses weitere Tellerfederpaket ist ebenso wie die erste Tellerfeder bzw. das erste Tellerfederpaket mit dem inneren Getrieberad in Umfangsrichtung formschlüssig verbunden. Das Verstellglied drückt in diesem Fall axial auf die weitere Tellerfeder bzw. das weitere Tellerfederpaket. To increase the response torque, it is also possible to provide a further disk spring or a further disk spring assembly on the side of the outer gear wheel facing away from the first disk spring or the first disk spring assembly. This further plate spring or this further plate spring assembly, like the first plate spring or the first plate spring assembly, is positively connected in the circumferential direction to the inner gear wheel. In this case, the adjusting member presses axially on the further plate spring or the further plate spring package.
In bevorzugster Ausgestaltung der Erfindung ist das äussere Getrieberad ein Vorgelegerad und das innere Getrieberad ist eine Vorgelegehülse, welche auf einer Achse drehbar gelagert ist. Dadurch ist die Rutschkupplung in das Vorgelege verlegt. Dies ist günstig, da dann die Rutschkupplung auf einer höheren Drehzahl liegt als ein abtriebseitiges Zahnrad, so dass die an ihr auftretenden Drehmomente dementsprechend kleiner sind. In a most preferred embodiment of the invention, the outer gear wheel is a counter gear and the inner gear wheel is a counter sleeve, which is rotatably mounted on an axis. As a result, the slip clutch is relocated to the additional gear. This is favorable because the slip clutch is then at a higher speed than a gearwheel on the output side, so that the torques occurring on it are correspondingly smaller.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen: Further advantageous refinements of the invention result from the subclaims and the following description of an exemplary embodiment. The drawing shows:
Fig. 1 einen Teilschnitt einer Heckenschere, 1 is a partial section of a hedge trimmer,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II nach Fig. 1, 2 shows a section along the line II-II of FIG. 1,
Fig. 3 ein äusseres und ein inneres Vorgelegerad, gegenüber Fig. 1 vergrössert und Fig. 3 shows an outer and an inner countershaft, compared to Fig. 1 and enlarged
Fig. 4 eine Tellerfeder. Fig. 4 is a plate spring.
In einem Gehäuseteil (1) einer Heckenschere ist eine Ankerwelle (2) eines nicht näher dargestellten Antriebsmotors gelagert. In ein Ritzel (3) der Ankerwelle (2) greift ein äusseres Getrieberad (4), speziell ein Vorgelegerad, mit einer Aussenverzahnung (5) ein. Am äusseren Getrieberad (4) ist ein Innenkonus (6) ausgebildet, in dem reibschlüssig eine Kegelhülse (7) sitzt. An armature shaft (2) of a drive motor, not shown, is mounted in a housing part (1) of a hedge trimmer. An outer gear wheel (4), especially a countershaft wheel, with an external toothing (5) engages in a pinion (3) of the armature shaft (2). An inner cone (6) is formed on the outer gear wheel (4), in which a conical sleeve (7) is frictionally seated.
Auf einer im Gehäuseteil (1) feststehenden Achse (8) ist ein inneres Getrieberad (9), speziell Vorgelegehülse, drehbar gelagert. Die Vorgelegehülse (9) greift mit einer Aussenverzahnung (10) in ein Kupplungsrad (11), mit dem ein Doppelexzenter (12) antreibbar ist, der in Scherblätter (13) eingreift. An inner gear wheel (9), especially a counter sleeve, is rotatably mounted on an axle (8) which is fixed in the housing part (1). The countershaft (9) engages with an external toothing (10) in a clutch wheel (11) with which a double eccentric (12) can be driven, which engages in shear blades (13).
Neben der Aussenverzahnung (10) ist an dem inneren Getrieberad (9) eine weitere Aussenverzahnung (14) ausgebildet. In diese greifen zwei ein Tellerfederpaket bildende ringförmige Tellerfedern (15) mit einer Innenverzahnung (16) ein, so dass die Tellerfedern (15) drehfest mit der Vorgelegehülse (9) verbunden sind. Axial stützen sich die Tellerfedern (15) an einer zwischen der Aussenverzahnung (10) und der Aussenverzahnung (14) bestehenden Stufe (17) ab. Im Bereich (18) ihres Aussenumfangs liegt die dem Vorgelegerad (4) nahe Tellerfeder (15) an diesem axial an. In addition to the external toothing (10), a further external toothing (14) is formed on the inner gear wheel (9). Two annular disk springs (15) with an internal toothing (16), which form a disk spring assembly, engage in them, so that the disk springs (15) are non-rotatably connected to the countershaft sleeve (9). The disc springs (15) are axially supported on a step (17) existing between the external toothing (10) and the external toothing (14). In the area (18) of its outer circumference, the disk spring (15) close to the counter gear (4) axially bears against it.
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Auf der Aussenverzahnung (14) sitzt ausserdem die Kegelhülse (7) mit einer Innenverzahnung (19). The conical sleeve (7) with an internal toothing (19) is also seated on the external toothing (14).
An der Vorgelegehülse (9) ist an ihrem oberen Ende ein Aussengewinde (20) ausgebildet, auf das eine Mutter (21) als Versteilglied für den Anpressdruck aufgeschraubt ist. Die Mutter (21) drückt stirnseitig axial auf die Kegelhülse (7), die ihrerseits über den Innenkonus (6) auf das äussere Getrieberad (4) drückt und damit dieses axial auf den äusseren Bereich (18) der Tellerfeder (15) drückt. At the upper end of the countershaft (9) there is an external thread (20) onto which a nut (21) is screwed as an adjusting member for the contact pressure. The nut (21) presses axially on the front onto the taper sleeve (7), which in turn presses on the outer gear wheel (4) via the inner cone (6) and thus presses it axially on the outer area (18) of the plate spring (15).
Für das Ansprechen der Rutschkupplung ist die Flächenpressung zwischen dem Bereich (18) der Tellerfeder (15) und der axialen Stirnseite (22) des äusseren Vorgelegerades (4) sowie zwischen dem Innenkonus (6) des äusseren Vorgelegerades (4) und der Kegelhülse (7) massgebend. Die Flächenpressung zwischen diesen Flächen ist mittels der Mutter (21) auf einen hohen Wert einstellbar, der in engen Grenzen mittels der Mutter (21) vorbestimmbar ist, da mittels der Mutter (21) auch alle Bauteiltoleranzen ausgeglichen werden und die Tellerfedern (15) und die Kegelhülse (7) drehfest mit der Vorgelegehülse (9) verbunden sind. Eine genaue Einstellbarkeit der Mutter (21) ist dadurch unterstützt, dass das Aussengewinde (20) und die Mutter (21) mit Feingewinden versehen sind. The surface pressure between the area (18) of the disc spring (15) and the axial end face (22) of the outer countershaft gear (4) and between the inner cone (6) of the outer countershaft gear (4) and the tapered sleeve (7 ) decisive. The surface pressure between these surfaces can be adjusted to a high value by means of the nut (21), which can be predetermined within narrow limits by means of the nut (21), since by means of the nut (21) also all component tolerances are compensated for and the plate springs (15) and the tapered sleeve (7) is non-rotatably connected to the countershaft (9). An exact adjustability of the nut (21) is supported by the fact that the external thread (20) and the nut (21) are provided with fine threads.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Rutschkupplung ist etwa folgende: The operation of the slip clutch described is about the following:
Im normalen Betrieb wird das Werkzeug, im Beispielsfall die Scherbeblätter (13), über das Kupplungsrad (11) angetrieben, wobei das von dem äusseren Vorgelegerad (4) und der Vorgelegehülse (9) gebildete Vorgelege mit einer höheren Drehzahl dreht als das Kupplungsrad (11), so dass die in das Vorgelege integrierte Rutschkupplung nur ein Drehmoment übertragen muss, das kleiner ist als das am Werkzeug wirkende Drehmoment. In normal operation, the tool, in the example the shear blades (13), is driven via the clutch wheel (11), the countershaft formed by the outer countershaft wheel (4) and the countershaft sleeve (9) rotating at a higher speed than the clutch wheel (11 ), so that the slip clutch integrated in the additional gear only has to transmit a torque that is smaller than the torque acting on the tool.
Wird in einem Störfall das Werkzeug blockiert, werden im Beispielsfalle also die Scherblätter (13), beispielsweise durch einen Gartenzaun oder einen dicken Ast blockiert, dann wird das Ansprechmoment der Rutschkupplung überschritten. Beim Überschreiten des Ansprechmoments bleiben die Tellerfedern (15) und die Kegelhülse (7) stehen und das Vorgelegerad (4) gleitet mit seiner axialen Stirnseite (22) auf dem Bereich (18) der Tellerfeder (15) und mit seinem Innenkonus (6) an der Kegelhülse (7). Dadurch sind die Verzahnungen gegen Beschädigungen geschützt. Das Ritzel (3) und das mit diesem in Eingriff stehende Vorgelegerad (4) können bei einer auftretenden Bremsmomentspitze noch einige Umdrehungen durchführen, bis die Ankenwelle (2) zum Stillstand kommt. Es ist also eine «weiche» Verzögerung der Ankerwelle (2) erreicht, so dass die Verzahnungen beim Blockieren des Werkzeugs keiner gefährdenden Belastung ausgesetzt sind. If the tool is blocked in the event of a malfunction, in the example case the shear blades (13) are blocked, for example by a garden fence or a thick branch, then the response torque of the slip clutch is exceeded. If the response torque is exceeded, the disc springs (15) and the taper sleeve (7) stop and the countershaft gear (4) slides with its axial end face (22) on the area (18) of the disc spring (15) and with its inner cone (6) the tapered sleeve (7). This protects the teeth against damage. When the braking torque peaks, the pinion (3) and the counter gear (4) engaged with it can still make a few turns until the anchor shaft (2) comes to a standstill. A "soft" deceleration of the armature shaft (2) has been reached so that the toothing is not exposed to any hazardous loads when the tool is blocked.
Ein Fettdepot (23) kann zur Schmierung der zwischen dem Vorgelegerad (4) und der Kegelhülse (7) und der Tellerfeder (15) bestehenden Reibflächen vorgesehen sein. A grease reservoir (23) can be provided for lubricating the friction surfaces existing between the counter gear (4) and the tapered sleeve (7) and the plate spring (15).
Die beschriebene Rutschkupplung kann auch bei anderen Elektrowerkzeugmaschinen, beispielsweise Bohrmaschinen, vorgesehen sein. Sie kann auch im Bereich des abtriebsseitigen Kupplungsrades (11) angeordnet sein. The slip clutch described can also be provided in other power tools, for example drills. It can also be arranged in the region of the clutch wheel (11) on the output side.
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