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Die
Erfindung geht insbesondere aus von einer Handwerkzeugmaschinendämpfungseinheit
mit einem Dämpfungsmittel
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2.
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Aus
der
DE 197 30 198
B4 ist eine Handwerkzeugmaschinendämpfungseinheit bekannt. Diese
ist in einer Wellenkupplung integriert, die ein erstes Kupplungsteil,
das mit einer Antriebswelle drehfest verbunden ist, und ein zweites
Kupplungsteil, das mit einer Abtriebswelle drehfest verbunden ist,
aufweist. Die Kupplungsteile können
innerhalb eines Verdrehspiels relativ zueinander gedreht werden.
Die Handwerkzeugmaschinendämpfungseinheit
weist ein Reibelement auf, das dazu dient, bei einer Relativbewegung
der beiden Kupplungsteile ein Reibungsmoment zu erzeugen. Das Reibelement
ist von einem Federdraht gebildet, der im zweiten Kupplungsteil
eingelegt ist und an dem ersten Kupplungsteil angepresst anliegt.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
Erfindung geht insbesondere aus von einer Handwerkzeugmaschinendämpfungseinheit
mit einem Dämpfungsmittel,
das zum Erzeugen einer Reibung zwischen einer Abtriebseinheit und
einer Antriebseinheit zum Antreiben der Abtriebseinheit vorgesehen
ist.
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Es
wird vorgeschlagen, dass das Dämpfungsmittel
zumindest ein Ringsegment aufweist. Unter einer "Reibung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere
eine Kraft verstanden werden, die einer Relativbewegung zwischen
der Abtriebseinheit und der Antriebseinheit entgegenwirkt und an
einer Kontaktstelle, an der die Antriebseinheit und die Abtriebseinheit
sich berühren,
entsteht. Das Dämpfungsmittel
kann als Teil der Abtriebseinheit und/oder der Antriebseinheit ausgeführt sein
und weist vorzugsweise eine Reibfläche auf, mit welcher es an
der Antriebseinheit bzw. an der Abtriebseinheit anliegt. Unter einem
Ringsegment soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Segment
verstanden werden, das sich zumindest teilweise entlang eines Umfangsbereichs
erstreckt und/oder vorzugsweise einen gekrümmten Bereich aufweist. Durch
das Ringsegment kann einfach konstruktiv eine große Reibfläche erreicht
werden und es kann ein Reibmoment mit eindeutiger Wirkungsweise
an der Reibfläche
aufgebaut werden.
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Eine
erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschinendämpfungseinheit
eignet sich insbesondere für
den Einsatz in einer selbstsperrenden Blockiervorrichtung, die zum
Blockieren einer Übertragung eines
Drehmoments der Abtriebseinheit auf die Antriebseinheit vorgesehen
ist. Hierzu sieht diese Blockiervorrich tung ein Verdrehspiel der
Abtriebseinheit relativ zu der Antriebseinheit vor, das z.B. zum
Verkeilen von Klemmelementen genutzt wird. Durch dieses Verdrehspiel
würde ohne
Dämpfungsmittel
im Teillastbereich ein markantes, metallisches Geräusch entstehen,
welches durch das Dämpfungsmittel
eliminiert wird.
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Es
wird außerdem
vorgeschlagen, dass das Dämpfungsmittel
ein ringförmiges
Trageelement zum Tragen des Ringsegments umfasst. Dadurch kann das
Dämpfungsmittel
mit geringem Aufwand bzw. automatisch montiert werden. Zusätzlich kann
ein freier Bauraum zwischen der Mittelachse und der Innenkontur
des ringförmigen
Trageelements vorteilhaft für weitere
Teile, wie z.B. für
eine oszillierende Spindel bei einer Schlagbohrmaschine, genutzt
werden. Das Trageelement kann einteilig ausgeführt werden oder es kann mehrere
Ringstücke
aufweisen, die bei einer Montage zusammengebracht werden.
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Weist
das Dämpfungsmittel
mehrere Ringsegmente auf, die in Umfangsrichtung des ringförmigen Trageelements
angeordnet sind, können
eine große
Reibfläche
sowie eine symmetrische Erzeugung von Reibungsmomenten vorteilhaft
erzielt werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist das Dämpfungsmittel
wenigstens ein Befestigungselement auf, wodurch eine vorteilhafte
Stabilität
des Dämpfungsmittels
erreicht werden kann. Das Dämpfungsmittel
kann an der Abtriebseinheit oder an der Antriebseinheit befestigt
werden.
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In
diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, dass die Handwerkzeugmaschinendämpfungseinheit
wenigstens ein Aufnahmemittel aufweist, das im Zusammenwirken mit
dem Befestigungselement zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung vorgesehen
ist. Dadurch kann eine besonders einfache Montage erreicht werden.
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Weist
die Handwerkzeugmaschinendämpfungseinheit
wenigstens ein Sicherungsmittel auf, das zur Sicherung des Befestigungselements
in seiner Befestigungsstellung vorgesehen ist, kann ein unerwünschtes
Lösen des
Dämpfungsmittels,
z.B. bei Belastungen während
eines Betriebs einer Handwerkzeugmaschine, vorteilhaft vermieden
werden.
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In
einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
das Ringsegment als Federelement ausgeführt ist. Das Ringsegment kann
im montierten Zustand vorgespannt an der Antriebseinheit oder an
der Abtriebseinheit mit einer Reibfläche anliegen, wodurch ein hohes
Reibmoment an der Reibfläche
erzeugt werden kann. Das Federelement ist vorzugsweise aus einem
elastischen Metall oder Kunststoff hergestellt.
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Die
Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Handwerkzeugmaschinendämpfungseinheit
mit einem Dämpfungsmittel,
das zum Erzeugen einer Reibung zwischen einer Antriebseinheit und
einer Antriebseinheit zum Antreiben der Abtriebseinheit vorgesehen
ist.
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Es
wird vorgeschlagen, dass das Dämpfungsmittel
dazu vorgesehen ist, die Antriebseinheit und die Antriebseinheit
aneinander anzuziehen. Es kann mittels des Dämpfungsmittels eine Anpresskraft der
Abtriebseinheit und der Antriebseinheit aufeinander erzeugt werden,
wodurch große
Reibflächen ohne
zu sätzliche
Bauteile erzielt werden können
und damit ein geringer Verschleiß erreicht werden kann. Ferner
können
große
Normalkräfte
realisiert werden, ohne dass eine zusätzliche Abstützung der
Abtriebseinheit und/oder der Antriebseinheit notwendig ist. Zusätzlich kann
einer Kraft, die zu einer Trennung der Abtriebseinheit und der Antriebseinheit
tendiert, vorteilhaft entgegengewirkt werden.
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In
diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, dass das Dämpfungsmittel
wenigstens ein Federelement aufweist, das dazu vorgesehen ist, die Antriebseinheit
und die Abtriebseinheit aneinander anzuziehen. Dadurch kann eine
einfache und kostengünstige
Ausgestaltung des Dämpfungsmittels
erzielt werden. Zusätzlich
oder alternativ ist denkbar, dass die Abtriebseinheit und die Antriebseinheit
durch eine Magnetkraft aneinander angezogen werden.
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Es
wird ferner vorgeschlagen, dass das Dämpfungsmittel wenigstens ein
Ringsegment aufweist und das Federelement einstückig mit dem Ringsegment ausgebildet
ist. Durch das Ringsegment, das vorteilhafterweise mit einer Reibfläche an der
Antriebseinheit oder an der Abtriebseinheit vorgespannt anliegt,
kann mittels des Federelements zusätzlich zur Anziehungskraft
ein hohes Reibmoment an der Reibfläche erreicht werden.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Handwerkzeugmaschinendämpfungseinheit
eine Schrägfläche auf,
an der das Ringsegment in einem gespannten Zustand angepresst anliegt.
Diese Schrägfläche, welche
vorzugsweise eine Fläche
der Abtriebseinheit oder der Antriebseinheit ist, bildet vor teilhafterweise
einen Winkel mit einer Mittelachse der Abtriebseinheit bzw. der
Antriebseinheit. Die Schrägfläche kann
z.B. in Form einer konischen Fläche
ausgestaltet sein. Durch die Schrägfläche kann eine Rückstellkraft
des Ringsegments senkrecht zur Mittelachse vorteilhaft umgelenkt
werden, so dass diese Rückstellkraft
eine parallel zur Mittelachse ausgerichtete Komponente aufweist.
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Zeichnung
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die
Ansprüche enthalten
zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale
zweckmäßigerweise auch
einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es
zeigen:
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1 eine
Handwerkzeugmaschine mit einer Motoreinheit, einer Antriebsspindel
und einer Getriebeeinheit,
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2 eine
Spindellockvorrichtung der Handwerkzeugmaschine,
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3 die
Antriebsspindel, ein Element der Getriebeeinheit mit interner Verzahnung
und ein ringförmiges
Dämpfungsmittel
mit Ringsegmenten,
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4 das
Dämpfungsmittel
und
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5 das
Dämpfungsmittel,
einen Stern und auf den Stern gelegte Klemmrollen der Spindellockeinrichtung.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt
eine als Schraubmaschine ausgebildete Handwerkzeugmaschine 10.
Diese weist ein Gehäuse 12,
eine Motoreinheit 14, eine Antriebsspindel 16 und
eine Werkzeugaufnahme 18 auf, die drehfest mit der Antriebsspindel 16 gekoppelt
ist. Die Antriebsspindel 16 ist in einer Axialrichtung 20 ausgerichtet.
Eine Motorwelle 22 ist über
eine als Planetengetriebe ausgebildete Getriebeeinheit 24 mit
der Antriebsspindel 16 gekoppelt. Die Getriebeeinheit 24 ist
außerdem
mit einer Spindellockvorrichtung 26 versehen. Diese Vorrichtung,
deren Aufbau und Funktionsweise anhand der 2 näher beschrieben
wird, erlaubt einen ungehinderten Antrieb der Antriebsspindel 16 von
der Motoreinheit 14, verhindert aber eine Übertragung
eines Drehmoments der Antriebsspindel 16 über die
Getriebeeinheit 24 auf die Motorwelle 22. Dadurch
kann insbesondere ein Wechseln eines Werkzeugs mit einem hohen Bedienungskomfort
durchgeführt
werden.
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Die
Funktionsweise der Spindellockvorrichtung 26 ist in 2 erläutert. In 2 ist
die Antriebsspindel 16 in einer Draufsicht zu erkennen.
Auf einem Ende 28 der Antriebsspindel 16 (3)
ist ein Stern 30 angeordnet, der mit der Antriebsspindel 16 drehfest
verbunden ist. Im Betrieb der Handwerkzeugmaschine 10 ist
der Stern 30 von der Motoreinheit 14 über eine
als Mitnehmer ausgebildete Antriebseinheit 32, von welcher
drei Teile 32.1, 32.2, 32.3 in der Figur
zu erkennen sind, zu einer Rotation angetrieben. Die Antriebseinheit 32 und
der Stern 30 sind von einem Außenring 34 umfasst,
der an dem Gehäuse 12 befestigt
ist. Die Spindellockvorrichtung 26 weist Klemmelemente
auf, die als Klemmrollen 36a, 36b ausgebildet
sind und in Aufnahmebereiche 38 des Sterns 30 aufgenommen
sind.
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Außerdem ist
zwischen dem Stern 30 und der Antriebseinheit 32 ein
Verdrehspiel vorgesehen. Der Stern 30 ist innerhalb dieses
Verdrehspiels relativ zu der Antriebseinheit 32 beweglich.
In der Figur ist das Verdrehspiel durch einen halben Verdrehwinkel α/2 bezeichnet.
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Es
wird angenommen, dass die Antriebseinheit 32 zu einer Rotation
im Uhrzeigersinn von der Motoreinheit 14 angetrieben wird.
Ausgehend von der in 2 dargestellten Konfiguration
dreht sich die Antriebseinheit 32 relativ zu dem Stern 30,
bis Flächen 40a der
Antriebseinheit 32 jeweils eine Außenfläche 42a einer der
Klemmrollen 36a anschlagen. Nach dem Anschlag wird eine
Rotation des Sterns 30 und der Antriebsspindel 16 im
Uhrzeigersinn durch die Antriebseinheit 32 angetrieben.
Bei einer Rotation der Antriebseinheit 32 entgegen dem Uhrzeigersinn
schlagen Flächen 40b der
Antriebseinheit 32 jeweils eine Außenfläche 42b einer der Klemmrollen 36b an
und treiben den Stern 30 zu einer Rotation gegen den Uhrzeigersinn
an.
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Es
wird nun angenommen, dass die Antriebsspindel 16 zu einer
Rotation entgegen dem Uhrzeigersinn von einem Bediener angetrieben
wird, der einen Werkzeugwechsel durchführen will. Der Stern 30 dreht
sich innerhalb des Verdrehspiels relativ zu der Antriebseinheit 32 und
zum Außenring 34.
Bei dieser Bewegung werden die Klemmrollen 36b in Verengungen 44b eingeklemmt,
die jeweils von einer Außenfläche 46 des
Sterns 30 und einer Innenkontur 48 des Außenrings 34 gebildet
sind. Durch dieses Klemmen wird eine weitere Rotation des Sterns 30 verhindert.
Bei einer Rotation des Sterns 30 im Uhrzeigersinn werden
die Klemmrollen 36a in Verengungen 44a eingeklemmt.
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In 3 sind
die Antriebsspindel 16, welche durch ein Spindellager 49 hindurchgeführt ist,
der Stern 30, der mit der Antriebsspindel 16 drehfest
verbunden ist, die als Mitnehmer ausgeführte Antriebseinheit 32 und
der Außenring 34 zu
erkennen. Das Ende 28 der Antriebsspindel 16 ist
in Form eines Vierkants ausgestaltet. Es können aber auch andere Formschlusselemente
zum Einsatz gelangen, welche den geometrischen und mechanischen
Anforderungen genügen.
Ein Hohlrad 50 mit Innenverzahnung der Getriebeeinheit 24 ist
drehfest mit der Antriebseinheit 32 gekoppelt.
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Um
ein unerwünschtes
Geräusch
im Betrieb der Handwerkzeugmaschine 10 zu vermindern, das auf
das Verdrehspiel der Spindellockvorrichtung 26 zurückzuführen ist,
ist die Handwerkzeugmaschine 10 mit einer Handwerkzeugmaschinendämpfungseinheit
versehen. Diese umfasst ein Dämpfungsmittel 52,
das zum Erzeugen einer Reibung mit der Antriebseinheit 32 vorgesehen
ist. Das Dämpfungsmittel 52 ist
mit dem Stern 30 drehfest gekoppelt und bildet mit diesem
eine Antriebseinheit 54, die mit der Antriebsspindel 16 drehfest
verbunden ist. Das Dämpfungsmittel 52 umfasst
ein ringförmiges
Trageelement 56 (siehe 4), an dem
mehrere Ringsegmente 58 einstückig ange formt sind. Diese
sind jeweils in Form einer Klammer ausgestaltet und sind in Umfangsrichtung
des ringförmigen
Trageelements 56 angeordnet. Zum Befestigen des Dämpfungsmittels 52 an
dem Stern 30 ist dieses mit als Arme ausgebildeten Befestigungselementen 60 versehen
(siehe auch 4). Die Handwerkzeugmaschinendämpfungseinheit
ist mit Aufnahmemitteln 62 versehen, die von Vertiefungen
des Sterns 30 gebildet sind und in welchen die Arme aufgenommen
sind (siehe 5). Die Befestigungselemente 60 weisen
jeweils ein in Form eines Armumgriffs 64 ausgestaltetes Ende
auf, das im montierten Zustand in einem Umgriff 66 eines
der Aufnahmemittel 62 eingeschnappt ist. Um ein Herausgleiten
der Armumgriffe 64 aus den Umgriffen 66 der Aufnahmemittel 62 bei
Belastungen der Handwerkzeugmaschine 10 zu verhindern,
ist die Handwerkzeugmaschinendämpfungseinheit
mit Sicherungsmitteln 68 versehen, die von Rippen der Antriebseinheit 32 gebildet
sind, welche in 2 zu sehen sind. Die Armumgriffe 64 der
Befestigungselemente 60 des Dämpfungsmittels 52 sind
ebenfalls in 2 zu erkennen. Das Dämpfungsmittel 52 ist
somit an dem Stern 30 um eine Mittelachse 69 konzentrisch
wie axial positioniert, befestigt und gesichert.
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Es
wird eine Anziehungskraft zwischen der Antriebseinheit 54 und
der Antriebseinheit 32 erzeugt. Hierzu sind die Ringsegmente 58 des
Dämpfungsmittels 52 in
Form von Biegefedern als Federelemente ausgeführt und die Handwerkzeugmaschinendämpfungseinheit
weist eine Schrägfläche 70 auf,
an der die Ringsegmente 58 in einem vorgespannten Zustand
angepresst anliegen. Diese Schrägfläche 70 ist
von einer Innenfläche
der Antriebseinheit 32 gebildet, die einen Winkel mit der
Mittelachse 69 bildet. Durch das Anliegen der Ringsegmente 58 im vorgespannten
Zustand entsteht eine Rückstellkraft
an Kontaktstellen 72, wo die Ringsegmente 58 die
Schrägfläche 70 berühren, wobei
die Rückstellkraft
eine Komponente in Axialrichtung 20 aufweist. Durch diese
Komponente entsteht eine Anziehungskraft zwischen der Antriebseinheit 32 und der
Abtriebseinheit 54.
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Ferner
wird bei einer Relativbewegung des Dämpfungsmittels 52 und
der Schrägfläche 70 ein Reibmoment
an den Kontaktstellen 72 aufgebaut, das dieser Relativbewegung
entgegenwirkt.
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Wenn
bei einem Betrieb der Handwerkzeugmaschine 10 eine Rotation
der Antriebseinheit 32 durch die Motoreinheit 14 stufenweise
oder abrupt abgebremst wird, können
aufgrund von momentan unterschiedlichen Drehmomenten der Antriebseinheit 32 und
der Abtriebseinheit 54 eine Relativbewegung der Antriebseinheit 32 und
der Antriebseinheit 54 innerhalb des Verdrehspiels und
eine Aktivierung der Spindellockvorrichtung 26 entstehen.
Dabei wird an den Kontaktstellen 72 ein Reibmoment aufgebaut und
die Relativbewegung wird gebremst. Ein durch ein Einklemmen der
Klemmrollen 36a, 36b oder durch ein Anschlagen
der Antriebseinheit 32 auf die Klemmrollen 36a, 36b entstehendes
Geräusch
kann somit vermindert werden.
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Das
Dämpfungsmittel 52 ist
separat in einer perspektivischen Ansicht in 4 dargestellt.
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5 zeigt
das Dämpfungsmittel 52,
das an dem Stern 30 befestigt ist. Die Befestigungselemente 60 sind
jeweils in einem Aufnahmemittel 62 des Sterns 30 angeordnet.
Die Aufnahmemittel 62 dienen zusätzlich zu einer Drehmomentabstützung des Dämpfungsmittels 52.
Auf dem Stern 30 sind die Klemmrollen 36a, 36b der
Spindellockvorrichtung 26 in den Aufnahmebereichen 38 angeordnet.
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Die
Montage wird anhand der 3 und 5 beschrieben.
In einem ersten Montageschritt wird der Stern 30 auf das
Ende 28 der Antriebsspindel 16 aufgesteckt. Anschließend wird
das Dämpfungsmittel 52 an
dem Stern 30 befestigt, indem die Befestigungselemente 60 in
die Aufnahmemittel 62 geschoben werden, bis die Armumgriffe 64 in
die Umgriffe 66 einschnappen. Die Klemmrollen 36a, 36b werden
dann jeweils in einen der Aufnahmebereiche 38 geschoben.
Die Antriebseinheit 32 wird anschließend in Axialrichtung 20 geschoben,
bis eine Fläche 74 der
Antriebseinheit 32 an eine Fläche 76 des Sterns 30 anschlägt. Bei
dieser Schiebebewegung gelangen die Ringsegmente 58 auf
die Schrägfläche 70 der
Antriebseinheit 32. Diese, die in Form von Biegefedern
als Federelemente ausgebildet sind, werden dabei kontinuierlich
gebogen. Nach dem Anschlag der Antriebseinheit 32 auf den
Stern 30 liegen die Ringsegmente 58 vorgespannt
an der Schrägfläche 70 an.
Diese üben
eine Rückstellkraft an
den Kontaktstellen 72 aus, die eine Komponente in Axialrichtung 20 aufweisen
und durch welche eine Anziehungskraft zwischen der Antriebseinheit 32 und der
Abtriebseinheit 54 entsteht.
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- 10
- Handwerkzeugmaschine
- 12
- Gehäuse
- 14
- Motoreinheit
- 16
- Antriebsspindel
- 18
- Werkzeugaufnahme
- 20
- Axialrichtung
- 22
- Motorwelle
- 24
- Getriebeeinheit
- 26
- Spindellockvorrichtung
- 28
- Ende
- 30
- Stern
- 32
- Antriebseinheit
- 32.1
- Teil
- 32.2
- Teil
- 32.3
- Teil
- 34
- Außenring
- 36a
- Klemmrolle
- 36b
- Klemmrolle
- 38
- Aufnahmebereich
- 40a
- Fläche
- 40b
- Fläche
- 42a
- Außenfläche
- 42b
- Außenfläche
- 44a
- Verengung
- 44b
- Verengung
- 46
- Außenfläche
- 48
- Innenkontur
- 49
- Spindellager
- 50
- Hohlrad
- 52
- Dämpfungsmittel
- 54
- Antriebseinheit
- 56
- Trageelement
- 58
- Ringsegment
- 60
- Befestigungselement
- 62
- Aufnahmemittel
- 64
- Armumgriff
- 66
- Umgriff
- 68
- Sicherungsmittel
- 69
- Mittelachse
- 70
- Schrägfläche
- 72
- Kontaktstelle
- 74
- Fläche
- 76
- Fläche
- α/2
- Verdrehwinkel