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Die Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine mit mindestens einer Sicherheitsbremsvorrichtung.
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Stand der Technik
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Es sind bereits Sicherheitsbremsvorrichtung für Elektrowerkzeuge bekannt.
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Offenbarung der Erfindung
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Es soll eine besonders zuverlässige Auslegung eines Bremssystems zur Verfügung gestellt werden, um Verletzungen bei einer Nutzung einer Handwerkzeugmaschine, insbesondere einer Handkreissäge, zu vermeiden oder möglichst gering zu halten.
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Die Handkreissäge weist dabei vorteilafterweise mindestens eine Sensorikeinheit und mindestens eine Sicherheitsbremsvorrichtung auf. Somit kann ein Benutzer der Handkreissäge sicher vor Verletzungen geschützt werden.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen der Sicherheitsbremsvorrichtung nach dem Hauptanspruch möglich.
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In der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Sicherheitsbremsvorrichtung als eine Konusbremse ausgebildet. Zumindest zwei zur Sicherheitsbremsvorrichtung gehörende Bremselemente haben eine korrelierende Form zueinander, wobei zumindest ein Bremselement drehfest mit einem Abtriebselement verbunden ist und zumindest ein weiteres Bremselement zumindest ortsfest gegenüber dem Abtriebselement befestigt ist. Somit kann vorteilhaft und effektiv eine Sicherheitsbremsung eingeleitet werden.
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1: eine erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine in schematischer Darstellung,
- 2: eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Sicherheitsbremsvorrichtung in schematischer Darstellung,
- 3: eine Detailansicht der Ausführung der erfindungsgemäßen Sicherheitsbremsvorrichtung in schematischer Darstellung.
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Beschreibung
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Für die in den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen vorkommenden gleichen Bauteile werden dieselben Bezugszahlen verwendet.
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1 zeigt eine Handwerkzeugmaschine 10, die als Handkreissäge ausgebildet ist.
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Die Handkreissäge 10 weist einen Handgriff 12 und eine Grundplatte 14 zur Führung der Handkreissäge 10 auf. Die Handkreissäge 10 weist einen Energiespeicher 15 zur Versorgung der Handkreissäge 10 mit elektrischer Energie auf. Die Handkreissäge 10 kann als netzbetriebene Handwerkzeugmaschine 10 oder als batteriebetriebene Handwerkzeugmaschine 10 ausgebildet sein.
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Ein elektromotorischer Antrieb 16 treibt über eine Motorwelle 18 und einem Getriebe 19 eine Bearbeitungswelle 20 an. Eine Sicherheitskupplung 26 schützt den elektromotorischen Antrieb 16 und eine Sicherheitsbremsvorrichtung 30 vor einem Schaden, der durch ein Blockieren des Bearbeitungswerkzeugs hervorgerufen werden kann. Die Sicherheitskupplung 26 trennt bei Überlast, d.h. bei Überschreiten einer Grenze des übertragenen Drehmoments die Motorwelle 18 von der Bearbeitungswelle 20. Die Grenze des Drehmoments beträgt hierbei etwa 10 Nm.
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Die Bearbeitungswelle 20 trägt über eine Werkzeugaufnahme 21 ein Bearbeitungswerkzeug 22 bei einem Arbeitsvorgang drehend an, wie in 2 gezeigt. Das Bearbeitungswerkzeug 22 ist als Sägeblatt, insbesondere als Kreissägeblatt ausgebildet. Eine Sägeblattabdeckung 24 (in 1 gezeigt) schützt vor einer Berührung des Kreissägeblatts 22 und vor durch das Kreissägeblatt 22 ausgeschleuderten Werkstückspänen eines Werkstücks und die Ablagefläche vor Berührung mit dem Kreissägeblatt 22. Das Bearbeitungswerkzeug 22 und die Bearbeitungswelle sind gegenüber der Handkreissäge 10 elektrisch isoliert.
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Erfindungsgemäß wird eine Annäherung und/oder Berührung eines menschlichen Körperteils, wie ein Finger, mit dem Bearbeitungswerkzeug 22 erfasst. Hierfür ist neben dem Bearbeitungswerkzeug 22 eine Sensorikeinheit 66 beabstandet vom Bearbeitungswerkzeug 22 angeordnet. Die Sensorikeinheit 66 ist als eine Sensorplatte ausgebildet. Die Sensorikeinheit 66 ist dazu vorgesehen, eine Annäherung und/oder Berührung menschlicher Haut mit dem Bearbeitungswerkzeug 22 zu erfassen. Die Sensorikeinheit 66 besitzt einen Abstand zum Bearbeitungswerkzeug von 1 bis 10 mm, insbesondere von 1,5 bis 3 mm, bevorzugt aber von 2 mm. Die Sensorikeinheit 66 ist mit einer Elektronik 68 elektrisch verbunden. Wird eine Annäherung und/oder Berührung menschlicher Haut mit dem Bearbeitungswerkzeug 22 von der Sensorikeinheit 66 erfasst, veranlasst eine Elektronik 68, die in der Handkreissäge 10 angeordnet ist, eine Sicherheitsbremsung einzuleiten.
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Die Erfassung einer Annäherung und/oder Berührung menschlicher Haut mit dem Bearbeitungswerkzeug 22 erfolgt kapazitiv. Bei einer Annäherung an das Bearbeitungswerkzeug 22 erfolgt eine Änderung der Spannung oder des Stromes in Abhängigkeit zum Abstand. Bei einer direkten Berührung der kapazitiven Sensorfläche kommt es zu einer schlagartigen Signalveränderung. Dabei kann über die Schwellenwerte erkannt werden, ob es sich um eine Annäherung an das Bearbeitungswerkzeug 22 handelt oder ob menschliche Haut das Bearbeitungswerkzeug 22 berührt hat. Ebenso ist es möglich, nur einen Schwellwert zu verwenden. Werte, die unterhalb des Schwellenwertes liegen, werden als Annäherung ausgewertet. Werte, die oberhalb des Schwellenwertes liegen, werden als direkte Berührung ausgewertet.
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Ebenfalls ist es denkbar, sowohl für die Annäherung, als auch für die direkte Berührung unterschiedliche Arten von Sensorikeinheiten zu verwenden. Eine Erkennung der Annäherung kann ebenfalls über ein Radargestütztes System, eine Erkennung über NIR (Near Infra Red) oder über Magnetfelder (MRI: magnet resonanz imaging) erfolgen. Eine Erkennung durch Teraherzwellen, Röntgenstrahlen oder Induktion ist hier ebenfalls denkbar.
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2 zeigt eine Anordnung einer Sicherheitsbremsvorrichtung 32, wobei die Sicherheitsbremsvorrichtung 32 als eine Konusbremse ausgeführt ist. Dabei ist die Konusbremse 32 im Bereich der Bearbeitungswelle 20 angebracht und wirkt auf diese. Unter auf die Bearbeitungswelle 20 wirken soll verstanden werden, dass zumindest ein Teil der Konusbremse 32 einen Reibschluß und/oder Fromschluß mit der Bearbeitungswelle 20 oder mit einem mit der Bearbeitungswelle 20 fest verbundenen Element erzeugen kann. Die Konusbremse 32 besteht hierfür aus einem Konus 50 und einem Gegenstück 52. In das Gegenstück 52 wird der Konus 52 bewegt. Dabei ist es erforderlich, dass sich eines der beiden Elemente mit dem DT mit dreht und das andere der beiden Elemente ortsfest, zumindest teilortsfest gegenüber der Handwerkzeugmaschine 10 ist. Unter Teilortsfest soll verstanden werden, dass sich das Element beispielsweise gegen nicht dargestellte integrierte Dämpfungselemente bewegen kann um beispielsweise Kraftspitzen zu dämpfen. In der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Konus 50 drehbeweglich und das Gegenstück 52 ortsfest bzw. Teilortsfest ausgeführt. Dem Fachmann ist der Übertrag auf die zweite Kombination problemlos möglich.
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Der Reibungskoeffizient sollte möglichst hoch ausgeführt werden. Der Reibungskoeffizient von Stahl auf Stahl beträgt ungefähr 0,1. Mit einem derartigen Reibungskoeffizienten ist eine hohe Kraft erforderlich, um eine schnelle Bremsung zu ermöglichen.
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Es kann deshalb erforderlich ein, die Oberfläche der Reibpartner so zu gestalten, dass diese durch ihrer Oberflächenstruktur eine große Reibung ermöglichen. Dies geschieht durch Materialien mit hohen Reibungskoeffizienten, beispielsweise Nickel oder durch Längsrillen in der Oberfläche. Dispersionsschichten mit Nickelpartikeln, welche ähnliche wie Schleifpartikel in die beschichtete Oberfläche eingelassen sind, haben einen hohen Reibungskoeffizienten. Alternativ ist es auch vorstellbar, ein weiteres Element zwischen den Konus 50 und das gegenstück 52 einzubringen, welches die Reibung unterstützt.
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Neben dem Reibschluß ist es insbesondere auch vorstellbar, dass auf den Konus 50 und das Gegenstück 52 ein Profil 54 aufgebracht ist, welche insbesondere miteinander interagieren können, siehe 3. Unter Profil sind insbesondere sich in Achs-Richtung erstreckende Vertiefungen und Erhebungen auf dem Konus 50 und dem Gegenstück 52 zu verstehen. Unter Achs-Richtung ist insbesondere die Drehachse 56 zu verstehen, um die sich eins der Elemente dreht. Das Profil 54 ist beim Konus 50 auf der Mantelfläche in Achs-Richtung ausgeführt oder bei dem Gegenstück 52 auf der Innenfläche. Das Profil 54 ist mit einer Steigung ausgestaltet. Unter Steigung soll verstanden werden, dass sich die Elemente aufgrund der Steigung im Profil, ähnlich einer Gewindesteigung, weiter aufeinander/ineinander bewegen können und der Fromschluß bzw. dessen Überlappung erhöht wird. Domit wirkt das System selbsthemmend.
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Somit ist es möglich eine Bremsung mittels Reibung und Formschluß zu ermöglichen oder aus einer Kombination der beiden Prinzipien.
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In 4 ist eine Sicherheitsbremsvorrichtung 32 dargestellt bei welcher das Gegenstück 52 gegen verdrehen gesichert ist und auf welche sich der drehende Konus 50 bewegt wird.
Ein Aktor 60 löst hier den Konus 50 aus
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Neben der Aktivierung über einen Aktor ist es auch vorstellbar die beiden Elemente mittels einer gezielten Steuerung von einem oder mehren Magnetischen Flüssen in Eingriff zu.
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In 5 ist ein Konzept dargestellt in welcher der Konus 50 axial verschiebbar auf der Bearbeitungswelle 20 ausgeführt ist. Im Fall einer Sicherheitsbremsung wird der Konus 50 in das stehende Gegenstück 52 beswegt und wird in Eingriff gebracht.
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In einer weiteren Ausführungsform ist es vorstellbar, dass mit dem Konus 50 ein Getriebeelement, insbesondere mit einem Zahnrad verbunden wird. Der Konus 50 und das Getriebeelement können einstückig ausgeführt sein. Wird der Konus 50 dabei axial bewegt, wird das Getriebeelement axial verschoben und der Eingriff des Getriebes gelöst. Somit kann die Bearbeitungswelle 20 vom elektromotorischen Antrieb 16 entkoppelt werden, sodass im Fall einer Sicherheitsbremsung die gespeicherte Energie nicht im elektromotorischen Antrieb abgebaut werden muss. Somit kann die Sicherheitsbremsvorrichtung besonders vorteilhaft und kompakt ausgeführt werden.
