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Stand der
Technik
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Die
Erfindung geht aus von einer Werkzeugmaschine sowie einer Werkzeugmaschinen-Bremsscheibe,
einer Kupplungsvorrichtung, einer Werkzeugmaschinen-Drehübertragungsvorrichtung
und einer Werkzeug-Entkopplungseinrichtung nach den Oberbegriffen
der unabhängigen
Ansprüche.
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Es
ist bereits vorgeschlagen worden, Bremseinrichtungen bei Kettensägen vorzusehen,
um ein von einem Motor der Kettensäge angetriebenes Schneidwerkzeug
abzubremsen. Üblicherweise kommt
dabei eine Bandbremse zum Einsatz, bei der ein Bremsband um eine
Bremsscheibe geschlungen ist. Die Bremsscheibe ist in Antriebsverbindung
mit einer Drehübertragungsvorrichtung
für eine
endlos umlaufende, auf einem Schwert der Kettensäge geführte Sägekette. Bei der Aktivierung
des Bremsbands wird die Bremsscheibe abgebremst.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
Erfindung geht aus von einer Werkzeugmaschine, insbesondere von
einer Kettensäge,
mit einem von einem Gehäuse
aufgenommenen Motor, mit einer mit dessen Motorwelle in Antriebsverbindung
stehenden Drehübertragungsvorrichtung
für einen
Werkzeugantrieb und einer Bremseinrichtung zum Abbremsen des Werkzeugantriebs.
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Es
wird vorgeschlagen, dass die Drehübertragungsvorrichtung zumindest
bei aktivierter Bremseinrichtung von der Motorwelle trennbar ist.
Im Falle einer Kettensäge
mit Bremsband zum Beaufschlagen der Bremsscheibe kann beim Ausschalten
des Motors und folgendem Aktivieren der Bremseinrichtung ein Antrieb
einer Sägekette
schnell unterbrochen werden, während
der Motor sanft auslaufen kann. Grundsätzlich kann dies auch zur Notabschaltung
bei einer laufenden Sägekette
bzw. Werkzeug erfolgen, um einen unerwünschten Rückschlag der Werkzeugmaschine
zu vermeiden. Es ergeben sich sichere Bremszeiten, und eine Gefahr
eines Bremsbandrisses wird verringert. Eine Gefahr der Beschädigung des
Gehäuses
im Bereich einer Bremsbandaufhängung
wird verringert. Eine Lebensdauer der Werkzeugmaschine wird verbessert
und ein Verschleiß von
Motor und Bremseinrichtung vermindert. Ferner entsteht beim Abbremsen
weniger Wärme.
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Eine
zuverlässige
Trennung der Drehübertragungsvorrichtung
von der Motorwelle lässt
sich erreichen, wenn die Drehübertragungsvorrichtung
die Motorwelle koaxial umgibt und zwischen der Drehübertragungsvorrichtung
und der Motorwelle eine Hülse
angeordnet ist, deren Außendurchmesser
sich entlang ih rer Längserstreckung
verjüngt.
Die Hülse fungiert
als Kupplungsvorrichtung zwischen der Drehübertragungsvorrichtung und
der Motorwelle bzw. einer Bremseinrichtung. Günstig ist, die Hülse mit
einem Außenkonus
auszubilden. Diese Form ist leicht zu fertigen und ermöglicht einen
großflächigen kraftschlüssigen Kontakt
zu der Drehübertragungsvorrichtung,
die auf den Außenkonus
aufsitzt. Vorzugsweise ist die Hülse
im Bereich ihres dicken Endes mit einem winklig abstehenden Reibelement
verbunden. Das Reibelement kann mit einer Bremsscheibe wechselwirken
und im Normalbetrieb für
einen sicheren Kraftschluss zwischen Motorwelle und Drehübertragungsvorrichtung
und somit für
den Antrieb des Werkzeugs sorgen, während die Drehübertragungsvorrichtung
kraftschlüssig
auf der Hülse
sitzt. Die Unterbrechung der Bremsscheibenoberfläche stabilisiert dabei vorteilhaft
den Reibwert.
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In
einer günstigen
Ausgestaltung ist die Drehübertragungsvorrichtung
in einer auf einer Motorwelle angeordneten Bremsscheibe geführt. Vorzugsweise
weist die Bremsscheibe zur Führung
der Drehübertragungsvorrichtung
wenigstens eine schräg verlaufende
Nut auf, die sich zumindest bereichsweise axial mit einer Steigung
zu der Motorwelle erstreckt. Dies ermöglicht bei einem Abbremsen
des Motors über
die Bremsscheibe eine Zwangsführung der
Drehübertragungsvorrichtung
in der Nut und eine Verschiebung der Drehübertragungsvorrichtung in axialer
Richtung auf der Motorwelle. Durch die in gleicher axialer Richtung
verjüngend
zulaufende Form der Hülse
wird dabei die kraftschlüssige
Verbindung zwischen Drehübertragungsvorrichtung
und Hülse bzw.
Motorwelle gelöst.
Das Werkzeug, beispielsweise die Sägekette, wird nicht mehr angetrieben
und mit einem Bremsband über
die Bremsscheibe und das Führungs element
abgebremst, während
der Motor sanft auslaufen kann. Die Nut kann in der Art eines Langlochs
ausgeführt
sein, so dass ein Führungselement
der Drehübertragungsvorrichtung
mit konstanter Steigung axial geführt wird, oder beispielsweise
eine Dreieckform oder eine andere Ausgestaltung aufweisen, bei der
das Führungselement beim
Abheben von dem Außenkonus
mit einer veränderlichen
Steigung axial geführt
wird. Damit lassen sich das Abheben der Drehübertragungsvorrichtung von
dem Außenkonus
der Hülse
kräftemäßig beeinflussen
sowie stoßartige
Belastungen, beispielsweise eines Bremsbands, vermeiden.
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Ist
zwischen der Bremsscheibe auf ihrer der Drehübertragungsvorrichtung abgewandten
Stirnseite und einem auf der Motorwelle angeordneten Lager ein Federelement
angeordnet, kann ein Kraftschluss zwischen der Bremsscheibe und
dem Reibelement verbessert werden, indem das Federelement die Anordnung
aus Bremsscheibe und Reibelement mit Druck beaufschlagt.
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Vorteilhafterweise
weist die Drehübertragungsvorrichtung
auf ihrer der Bremsscheibe abgewandten Seite ein Zahnrad auf, das
auf einer Scheibe mit wenigstens einem Führungselement zum Führen der
Drehübertragungsvorrichtung
in der Nut der Bremsscheibe angeordnet ist. Das Führungselement greift
in die in der Wand der Bremsscheibe angeordnete Nut ein. Es können auch
zwei oder mehr Führungselemente
und entsprechend korrespondierende Nuten in der Bremsscheibe vorgesehen
sein. Das Führungselement
ist vorzugsweise an einem Außenumfang
der Scheibe angeordnet. Optional kann aber auch eine Anordnung vorgesehen
sein, bei der das Führungselement
nach innen weist.
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Vorteilhaft
ist weiterhin, die Bremsscheibe topfförmig auszubilden, so dass die
Drehübertragungsvorrichtung
im eingebauten Zustand wenigstens teilweise eintaucht. Die Bauhöhe der Vorrichtung
ist dadurch gering und die Anordnung insgesamt kompakt.
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Ferner
wird eine Werkzeugmaschinen-Bremsscheibe, insbesondere eine Kettensägen-Bremsscheibe,
vorgeschlagen, die eine topfförmige
Gestalt mit einem Bodenteil und einer Wand aufweist, wobei in der
Wand wenigstens eine schräg verlaufende
Nut eingelassen ist, die sich zumindest bereichsweise axial mit
einer Steigung zu einer Drehachse der Bremsscheibe erstreckt. Die
Wand kann umlaufend ausgebildet sein oder auch aus einzelnen, voneinander
in Umfangsrichtung beabstandeten Wandsegmenten bestehen. Die schräg verlaufende Nut
ermöglicht
es, eine Drehübertragungsvorrichtung zwangsweise
axial zu verschieben, während
die Bremsscheibe, beispielsweise mit einem Bremsband, abgebremst
wird.
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Ferner
wird vorgeschlagen, eine Kupplungsvorrichtung zum Koppeln einer
Bremsscheibe und einer Drehübertragungsvorrichtung
einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Kettensäge, mit
einer einen Außenkonus
aufweisenden Hülse
auszubilden, wobei ein Reibelement winklig von der Hülse absteht. Bevorzugt
ist das Reibelement als Reibscheibe ausgebildet und an einer Stirnseite
der Hülse
angeordnet. Außenkonus
und Reibelement ermöglichen
im Normalzustand einen Kraftschluss zwischen einer Bremsscheibe
und einer Drehübertragungsvorrichtung,
während
eine Verschiebung der Drehübertragungsvorrichtung
in axialer Richtung zu einem sich verjüngenden Ende des Außenko nus
den Kraftschluss zwischen der Bremsscheibe und der Drehübertragungsvorrichtung
unterbricht.
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Weiterhin
wird eine Werkzeugmaschinen-Drehübertragungsvorrichtung
vorgeschlagen mit einem Zahnrad, das zentrisch auf einer Scheibe angeordnet
ist, wobei an einem Außenumfang
der Scheibe wenigstens ein Führungselement
zum Führen
der Scheibe angeordnet ist. Bevorzugt weist die Werkzeugmaschinen-Drehübertragungsvorrichtung eine
Innenbohrung auf, die ihren Durchmesser entlang ihrer Längserstreckung
verjüngt
und vorzugsweise konisch ausgebildet ist. Damit lässt sich
vorteilhaft eine kraftschlüssige
Verbindung zwischen der Werkzeugmaschinen-Drehübertragungsvorrichtung und
einem mit einer sich entlang seiner Längserstreckung verjüngenden
Außenkontur
versehenen Körper
erreichen. Der Körper
ist beispielsweise mit einen Außenkonus
versehen. Die kraftschlüssige
Verbindung lässt
sich durch axiale Verschiebung der Werkzeugmaschinen-Drehübertragungsvorrichtung
zur sich verjüngenden
Seite des Körpers
leicht lösen.
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Ferner
wird eine Werkzeug-Entkopplungseinrichtung, insbesondere eine Sägeketten-Entkopplungseinrichtung
für eine
Kettensäge,
vorgeschlagen, die eine topfförmige
Bremsscheibe mit einer Führung
für eine
Drehübertragungsvorrichtung
aufweist, mit wenigstens einem mit der Führung korrespondierenden Führungselement,
eine zwischen der Drehübertragungsvorrichtung
und der Bremsscheibe angeordneten Hülse, deren Außendurchmesser
sich entlang ihrer Längserstreckung
verjüngt,
sowie einem mit der Hülse
verbundenen Reibelement. Die Bremseinrichtung ist kompakt und erlaubt
ein schonendes Abbremsen eines Motors der Werkzeugmaschine, während die
Antriebsverbindung zum Werkzeug bereits sicher unterbrochen und
zum Stillstand gekommen ist.
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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
Explosionsdarstellung einer bevorzugten Bremseinrichtung,
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2 eine
Seitenansicht der Bremseinrichtung in zusammengebautem Zustand,
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3 einen
Längsschnitt
durch die Anordnung aus 2,
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4 eine
Seitenansicht einer bevorzugten Kettensäge mit entferntem Seitenteil
und eingesetzter bevorzugten Drehübertragungsvorrichtung,
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5 eine
Seitenansicht einer bevorzugten Kettensäge aus 4 mit entferntem
Seitenteil und entfernter bevorzugter Drehübertragungsvorrichtung mit
Blick in eine bevorzugte Bremsscheibe.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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Im
Wesentlichen gleich bleibende Teile sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen
beziffert.
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1 zeigt
eine Explosionsdarstellung einer bevorzugten Bremseinrichtung 36 für eine Werkzeugmaschine.
Auf einer Motorwelle 12 sind nacheinander ein als Kugellager
ausgebildetes, axial fest auf der Motorwelle 12 sitzendes
Lager 52, ein als Tellerfedern ausgebildetes Federelement 50,
die Bremseinrichtung 36, eine Kupplungsvorrichtung 24 und eine
Drehübertragungsvorrichtung 14 angeordnet. Die
Motorwelle 12 weist an ihrer Stirnseite 54 einen Absatz
auf, so dass ihr Durchmesser an der Stirnseite 54 geringer
ist als im Bereich des Lagers 52.
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Die
Bremseinrichtung 36 umfasst eine topfförmige Bremsscheibe 40 mit
einem Bodenteil 42 und einer Wand 44, wobei in
der Wand 44 eine mit einer Steigung zu einer Motorwellenachse 56 schräg verlaufende,
als Langloch ausgebildete Nut 46 angeordnet ist sowie ein
nicht dargestelltes Bremsband, welches zumindest beim Anbremsen
die Bremsscheibe 40 umschlingt. Im Zentrum des Bodenteils 42 ist
eine Bohrung vorgesehen, welche die Motorwelle 12 durchgreifen
kann. Eine Stirnseite 48 der Bremsscheibe 40 ist
dem Federelement 50 zugewandt.
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Die
Kupplungsvorrichtung 24 umfasst eine Hülse 26 mit einem Außenkonus
und einer Innenbohrung 34, mit der die Hülse 26 fest
auf der Motorelle 12 sitzt. Der Außendurchmesser der Hülse 26 ist
an ihrem der Bremsscheibe 40 zugewandten Ende 32 größer als
an der von der Bremsscheibe 40 abgewandten Stirn seite 30,
wobei das Ende 32 als Führung
in der Bremsscheibe 40 dient. An dem Ende 32 der
Hülse 26 ist
ein als Scheibe ausgebildetes Reibelement 28 angeordnet.
Das als Scheibe ausgebildete Reibelement 28 ist mit der
Hülse 26 einstückig ausgebildet, kann
aber auch als separates Teil gefertigt sein, das mit der Hülse 26 fest
verbunden ist. Die Hülse 26 steht
am Ende 32 etwas über
und ragt mit dem Überstand
im zusammengebauten Zustand in die Bohrung des Bodenteils 42 der
Bremsscheibe 40 hinein.
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Die
Drehübertragungsvorrichtung 14 weist ein
Zahnrad 16 zum Antreiben eines nicht dargestellten Werkzeugs
auf. An der zur Bremsscheibe 40 zugewandten Seite 60 weist
die Drehübertragungsvorrichtung 14 eine
Scheibe 18 auf, an deren Außenumfang ein als Stift ausgebildetes
Führungselement 20 zu
sehen ist. Das Führungselement 20 korrespondiert
mit der Nut 46 der Bremsscheibe 40. Die Scheibe 18 weist
an einer zur Bremsscheibe 40 zugewandten Stirnseite 62 eine
Vertiefung auf, welche im zusammengebauten Zustand das als Scheibe
ausgebildete Reibelement 28 aufnehmen kann und dieses an dessen
Rand übergreift.
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2 zeigt
eine Seitenansicht der zusammengebauten Anordnung, die insgesamt
eine bevorzugte Werkzeug-Entkopplungseinrichtung, besonders bevorzugt
eine Sägeketten-Entkopplungseinrichtung
für eine
Kettensäge,
bildet. Zwischen einem axial auf einer Motorwelle 12 festsitzenden
Lager 52 und einer Bremsscheibe 40 ist ein eine
oder mehrere Tellerfedern aufweisendes Federelement 50 angeordnet.
Eine Drehübertragungsvorrichtung 14,
die eine Werkzeugmaschinen-Drehübertragungsvorrichtung
darstellt, taucht in die topfförmige Bremsscheibe 40 so
ein, dass nur ein Zahnrad 16 herausragt. Im Zentrum des
Zahnrads 16 ragt geringfügig eine Stirnseite 54 der
Motorwelle 12 aus dem Zahnrad 16. In einer Wand 44 der
Bremsscheibe 40 ist eine Nut 96 eingearbeitet,
die mit einer Steigung zu einer Motorwellenachse 56 verläuft. In
die Nut 46 greift ein als Stift ausgebildetes Führungselement 20 ein,
welches an einer nicht erkennbaren Scheibe der Drehübertragungsvorrichtung 14 befestigt
ist. Die Drehübertragungsvorrichtung 14 wird
in der schrägen
Nut 46 geführt.
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Der
in 3 dargestellte Querschnitt zeigt die Anordnung
der 2 im Schnitt. Bezüglich gleich bleibender Merkmale
und Funktionen kann auf die Beschreibung der 1 und 2 verwiesen
werden. Auf einer Motorwelle 12 sitzt axial fest ein als Kugellager
ausgebildetes Lager 52, wobei zwischen dem Lager 52 und
einer daran anschließenden
topfförmigen
Bremsscheibe 40 ein Tellerfedern aufweisendes Federelement 50 angeordnet
ist. Auf der Motorwelle 12 und teilweise in die topfförmige Bremsscheibe 40 hineinragend
sitzt eine Hülse 26,
die einen Außenkonus
aufweist, der sich zu einer Stirnseite 54 der Motorwelle 12 hin
verjüngt.
Die Hülse 26 ragt
dabei durch eine Bohrung der Bremsscheibe 40, schließt mit deren
Bodenteil 42 bündig
ab und sitzt mit ihrem der Führung
in der Bremsscheibe 40 dienenden Ende 32 auf dem
Federelement 50 auf. An ihrem der Bremsscheibe 40 zugewandten
Ende 32 ist ein als Scheibe ausgebildetes Reibelement 28 angeordnet.
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Auf
dem Außenkonus
der Hülse 26 sitzt
eine Drehübertragungsvorrichtung 14 mit
ihrer konusförmigen
Innenbohrung 22. Die Drehübertragungsvorrichtung 14 weist
ein zur Stirnseite 54 der Motorwelle 12 weisendes
Zahnrad 16 auf, das mit einer Scheibe 18 verbunden
ist, die in die topfförmige
Bremsscheibe 40 eingreift. An ihrer der Bremsscheibe 40 zugewandten
Stirnseite 62 weist die Scheibe 18 eine Vertiefung
auf, so dass das Reibelement 28 in die Scheibe 18 eintaucht
und von einem Bund 64 übergriffen ist.
Beim Einschalten eines nicht dargestellten Motors, der die Motorwelle 12 dreht,
greift das Führungselement 20 in
die Nut 46 der Bremsscheibe (1), so dass
die Drehübertragungsvorrichtung 14 auf
den Außenkonus
der Hülse 26 gepresst
wird. Beim Ausschalten des Motors wird die Bremsscheibe 40 beispielsweise über ein
nicht dargestelltes Bremsband abgebremst. Dabei dreht sich die Drehübertragungsvorrichtung 14,
geführt
von der schrägen
Nut 46, bzw. von mehreren schrägen Nuten 46, zu dem axial
vorderen Anschlag der Nut 46, bzw. der Nuten 46,
und wird dadurch vom Konus getrennt, indem die Drehübertragungsvorrichtung 14 durch
die Steigung der Nut 46 in axialer Richtung verschoben
wird.
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4 zeigt
eine Seitenansicht einer bevorzugten Werkzeugmaschine in Form einer
Kettensäge,
bei der ein Seitenteil ihres Gehäuses 10 entfernt ist. Übliche Details
und Elemente der Kettensäge sind
nicht beschrieben, dem Fachmann jedoch bekannt. Eine Drehübertragungsvorrichtung 14 mit
einem Zahnrad 16 und einer Scheibe 18 ist der
Deutlichkeit wegen etwas aus ihrer Einbauposition herausgezogen
und vor eine Bremsscheibe 40 gesetzt. Das Zahnrad 16 treibt
eine nicht dargestellte Sägekette
an. Um die Bremsscheibe 40 und eine Bremsbandaufhängung 58 ist
ein Bremsband 38 geschlungen, welches beim Aktivieren die
Bremsscheibe 40 abbremst. Bremsband 38 und Bremsscheibe 40 sind Bestandteil
einer Bremseinrichtung 36. Um den Außenumfang der Scheibe 18 sind
drei Führungsele mente 20 verteilt.
Unter den Führungselementen 20 sind
Zuführnuten 66 zu
erkennen, durch welche die Führungselemente 20 in
nicht erkennbare korrespondierende Nuten der Bremsscheibe 40 eingeführt werden
können.
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In 5 ist
die Drehübertragungsvorrichtung der 4 entfernt.
Nunmehr ist eine Innenansicht einer topfförmigen Bremsscheibe 40 einer
Bremseinrichtung 36 deutlich zu erkennen. Die Bremsscheibe 40 weist
an ihrer Wand 44 Nuten 46 auf. Auf einer Motorwelle 12 ist
eine Hülse 26 mit
einem Außenkonus
aufgesetzt.
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- 10
- Gehäuse
- 12
- Motorwelle
- 14
- Drehübertragungsvor
-
- richtung
- 16
- Zahnrad
- 18
- Scheibe
- 20
- Führungselement
- 22
- Innenbohrung
- 24
- Kupplungsvorrichtung
- 26
- Hülse
- 28
- Reibelement
- 30
- Stirnseite
- 32
- Ende
- 34
- Innenbohrung
- 36
- Bremseinrichtung
- 38
- Bremsband
- 40
- Bremsscheibe
- 42
- Bodenteil
- 44
- Wand
- 46
- Nut
- 48
- Stirnseite
- 50
- Federelement
- 52
- Lager
- 54
- Stirnseite
- 56
- Motorwellenachse
- 58
- Bremsbandaufhängung
- 60
- Seite
- 62
- Stirnseite
- 64
- Bund
- 66
- Zuführnut