DE1940387U

DE1940387U - In ein elektrowerkzeug eingebautes getriebe mit einer rutschkupplung.

Info

Publication number: DE1940387U
Application number: DEM50198U
Authority: DE
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 1964-12-11
Filing date: 1964-12-11
Publication date: 1966-06-08

Description

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. EMIL C. FLEISCH · DIPL.-ING. HANS LANGOSCH

STUTTGART S ■ BAUMREUTE 66

M 50 198/47h G"bm 25. März I966

MetalDowerke KG-.

Closs, Rauch & Schnizler _^

In ein Elektrowerkzeug eingebautes Getriefte mit einer Rutschkupplung

Die Erfindung "betrifft ein in ein Elektrowerkzeug eingebautes Getriebe mit einer Rutschkupplung für den Überlastungsschutz _s deren Kupplungsteile mindestens teilweise gleichzeitig die für den Antrieft eines Werkzeuges notwendigen Getrie"beteile "bilden. Damit Elektrowerkzeuge, insbesondere Elektrohandhohrmaschinen, leicht und handlich gebaut werden können, müssen die Getriefteteile leicht konstruiert werden. Beim Betrieft der Elektrowerk" zeuge treten häufig kurzzeitige, stoßartige Überlastungen auf, die ein Mehrfaches der Normalleistung "betragen können. Diesen Überlastungen sind dann die "besonders leicht ausgeführten Getrie"beteile nicht gewachsen. Wenn man aher das Getriefte auf die kurzzeitigen hohen Beanspruchungen abstellt, wird- das Elektrohandwerkzeug sehr-

schwer.

Bei einem bekannten Elektroschraubstock ist eine Rutschkupplung eingebaut, die dann in Funktion tritt, wenn die Schraübstockbacken ein Werkstück mit einer in Grenzen ■ einstellbaren Kraft festklemmen. Hier braucht zwar nicht darauf geachtet werden, dass die Getriebeteile "besonders leicht ausgebildet sind, a"ber die Rutschkupplung übt doch eine Schutzfunktion aus, damit zumindest nicht der elektrische Antriebsmotor Schaden leidet. Die bekannte Konstruktion ist aber insbesondere für Elektrohandwerkzeuge nicht geeignet, da sich ein definiertes Reibmoment nicht erzielen lässt.

Damit das Getriebe und der Elektromotor durch stossartige Lastspitzen nicht überbeansprucht und im Laufe der Zeit oder plötzlich zerstört wird, um ein definiertes und stets gleichbleibendes Reibmoment zu erhalten und um eine einfache, kleinbauende Konstruktion zu erhalten, sieht die Erfindung vor, dass auf einer Achse ein stirnverzahntes Zahnrad lose drehbar angeordnet ist, das mindestens auf einer Seite Rillen trägt und auf der Achse abgestützte Tellerfedern vorgesehen sind, die einen auf der Achse unverdrehbaren Kupplungsteil gegen die Seite des Zahnrades mit den Rillen drücken.

Durch die Anordnung der ζ.Β» konzentrisch verlaufenden Rillen können grosse Rei"bmomente "bei kleinsten Abmessungen mit stets konstantem Maximal-TTbertragungsmoment erreicht werden, da der "beim Durchrutschen der Kupplung entstehende Abrief leicht von diesen Rillen aufgenommen werden kann, so dass sich der Rei"bkoeffizient zwischen den Kupplungsteilen nicht ändert. Der Abrieb kann nicht zu Preßstellen und erhöhtem Verschleiss führen. Zweckmässigerweise sind "beide stirnseitigen Flächen des rutschenden Zahnrades mit den Rillen versehen, so dass einmal die eine Fläche am anderen Kupplungsteil und einmal die andere Fläche an einem Bund der Welle anliegt. Die maximale Breite der durch die Rillen entstehenden kreisringförmigen Reibflächen soll über 1,5 mm nicht hinausgehen. Die Tellerfedern drücken den einen Kupplungsteil an den anderen stets gleichmässig an, so dass auch auf diese Weise einem erhöhten Verschleiss vorgebeugt ist.

Die Tellerfedern können an einem Sicherungsring unmittelbar auf einer anzutreibenden Welle abgestützt sein und eine gegen Verdrehen gesicherte Scherbe an den anderen Kupplungsteil andrücken, es können a"ber "besonders zweckmässig die Federn und der eine Kupplungsteil zu einer Baueinheit zusammengefasst sein, die in das Getriebe ein-"baubar ist. Dazu liegen die Federn zweckmässig an einem

Bund einer Büchse an und der Kupplungsteil ist unverlierbar, gegen Verdrehen gesichert, auf der Büchse angebracht .

Bei Getrieben mit mehreren Zahnrädern auf einer Achse sind in vorteilhafter Weise zwei nebeneinander liegende Zahnräder jeweils als Kupplungsteile ausgebildet, deren Seitenflächen als Reibflächen dienen, wo~bei die Rillen in der Seitenfläche des rutschenden Zahnrades angeordnet sind und die Federn gegen das mit der anzutreibenden Welle verdrehsicher verbundene Zahnrad drücken. Auf diese Weise lässt sich eine "besondere Reibscheibe einsparen. Beispielsweise auf einer Zweigang-Handftohrmaschine kann vorgesehen sein, dass die Rutschkupplung auf einer auf der anzutrerbenden Welle längsverschieTDlichen, gegen diese unverdrehbaren Büchse angeordnet ist, die über einen Schaltmechanismus so verstellbar ist, dass die verschiedenen Zahnräder in Eingriff kommen«, Die Rutschkupplung kann auch auf einer Zwischenachse eingebaut sein.

Das von den Kupplung steilen übertragbare Rei"bmoment ist von der Vorspannung des ITedernpaketes abhängig. Zur Einstellung des zwischen den Kupplungsteilen wirksamen Rerbmomentes ist es nun "bekannt, dass das AId stütz element für die Federn verstellbar angeordnet wird. Nach der Er-

findung ist der Schaltmechanismus zur Veränderung der Federlänge der einzelnen Federn und damit der Vorspannung, mit der die "beiden Kupplungsteile aneinandergepresst werden, von aussen zugänglich, er "besteht aus einem Griff, mit dem über eine Exzenterschei"be das A"bstützelement verschoben werden kann. Damit lassen sich nicht nur Rutschmomente verschiedener Grosse einstellen, sondern es kann auch z.B. die AId triers spindel der Maschine hei laufendem Motor über die Rutschkupplung eingeschaltet werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergehen sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer "beispielsweiser Ausführungsformen. Es zeigen

Fig. 1 - einen Schnitt durch die Kupplungselemente in einer ersten Ausfuhrungsform,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Anordnung nach einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den vorderen Teil einer Handhohrmaschine in schematischer Darstellungj

Fig. 4 einen Schnitt durch eine Maschine in anderer Ausführungsform,

Fig. 5 einen Schnitt durch eine weitere Getrie"beanordnung.

Eine anzutreibende Welle 1 ist mit einem Bund 2 versehen, an den der eine Kupplungsteil 3, der gleichzeitig ein zum G-etriebe gehörendes Zahnrad 3' darstellt, anliegt. An einer Seitenfläche des Zahnrades 3' liegt eine das andere. Kupplungsteil 5 darstellende Rei"bscheibe 5' an, die gegen Verdrehen durch einen Stift 6_} der in die Welle 1 einge·- setzt ist und in eine Nut 7 in der Scherbe 5' eingreift, gesichert ist. Die Scherbe 5' wird durch Tellerfedern 8, die sich an einem Sicherungsring 9 auf der Welle 1 abstützen, an die Seitenfläche 4 des Kupplungsteiles 3 angepresst.

Zur Konstanthaltung des maximalen Rei"bmomentes zwischen dem durch die Reibscheibe 5' dargestellten Kupplungsteil 5 und dem Kupplungsteil 3 sind z.B. in der Ausführungsform nach Fig. 2 in "beide Seitenflächen 4_S 4' des Zahnrades 3¹ Rillen 10, 10' eingearbeitet, deren Anlagespitzen eine Breite von 1,5 mm nicht überschreiten. Durch sorgfältige Materialauswahl und "besondere Oberflächenhärtung wird im Zusammenhang mit der Rillenausbildung ein Verschleiss so gut wie vermieden. Das über das Zahnrad 3' eingeleitete Drehmoment vom Elektromotor her wird über den Kupplungsteil 5 auf die anzutreibende Welle 1 übertragen. Tritt an dieser Welle 1 eine stossartige Belastung auf, so wird das maximale Rei"bmoment zwischen den Kupplungsteilen 3*5 überschritten und das Zahnrad 3' rutscht durch.

— Π —

Nach der Erfindung sind die Federn 8 und das Kupplungsteil 5 zu einer Baueinheit zusammengefasst. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sitzen die Federn 8 und die Reibscheibe 5' auf einer Büchse 11, die einen Bund 12 zur Abstützung der Federn 8 und einen Bund 13 zur Festhaltung der Reibscheibe 5' aufweist. Im nichteinge"bauten Zustand schlägt ein Anschlag 14 am Bund 13 an, so dass ein Abgleiten der Rei"bschei~be 5' unmöglich ist. Zur Einführung der Reihschei"be 5¹ kann die Anordnung ta j onettver schlussartig ausgebildet sein. Im Bund 13 ist radial wieder ein Stift 6 angeordnet, der in die Nut 7 der Reibscheibe 5' eingreift, damit sich diese gegenüber der Büchse 11 nicht verdrehen kann. Die Büchse 11 ist durch einen Keil 15 auf der Welle 1 gegen Verdrehung und durch den Sicherungsring 9 gegen Längsverschie"bung gesichert. Beim Durchrutschen des Zahnrades 3' reihen die Flächen 4_s4^l mit den Rillen 10, 10' an der Reibscheibe 5¹ und am Bund 2.

Auf einer anzutreibenden Welle 1 sitzt in einem Gehäuse 16 einer elektrischen Handbohrmaschine eine Büchse 17, die durch den Keil 15 mit der Welle 1 undrehbar a~ber verschielDlich verbunden ist. An einem Bund 18 liegt an der Büchse 17 mit der gerillten Seitenfläche 4' das Zahnrad 3' an, das mit den Rillen 18 auf der gegenüberliegenden" Seitenfläche 4 an einem weiteren Zahnrad 19 zur Anlage kommt, das im Gegensatz zum Zahnrad 3' mit der

-Q-

Büchse 17 ü"ber einen Keil 20 fest verbunden ist. An der Seitenfläche 21 des Zahnrades 19 stützen sich die Tellerfedern 8 at>, die an ihrem anderen Ende an dem Sicherungsring 9 auf der Büchse 17 anliegen. Bei der in Fig. 3 dargestellten Zweigang"bohrmaschine, "bei der die Welle 1 in der gezeichneten Stellung mit der schnellen Drehzahl angetrieben wird, wird das Drehmoment über eine Motorwelle 22, eine Zwischenwelle 23 mit den Zahnrädern 24,25 eingeleitet, vom Zahnrad 25 auf das Zahnrad 3' weitergeleitet und durch Reihubertragung über das Zahnrad 19 auf die Büchse 17 und die Welle 1 at>gege"ben„ An der Büchse greift ein Schaltmechanismus 26 an, der z„B. aus einem ausserhallo des Gehäuses 16 liegenden Griff 27 "besteht, der über einen Zapfen 28 mit einer Exzenterschei"be 29 verbunden ist, an der ein Stift 30 "befestigt ist, der in eine Ringnut 31 auf der Büchse 17 eingreift. In der einen Endstellung des Griffes 27 kämmen die Zahnräder 3' 25, in der anderen Endstellung greift das Zahnrad 19 in ein Zahnrad 32 auf der Zwischenwelle 23 ein, so dass die Welle 1 mit einer kleineren Drehzahl angetrieben wird. Da die grösseren stossweisen Belastungen meist "bei der schnellen Drehzahl der Welle 1 auftreten, ist zweckmässig die Rutschkupplung so eingebaut, dass sie "bei der übertragung der schnellen Drehzahl in Aktion tritt. Bei dieser Ausführung fällt also eine zusätzliche Reit)-

scheitie weg, da die Seitenflächen der Zahnräder seihst als Reibflächen henutzt werden. Anstatt auf der Seitenfläche 4 des Zahnrades 3' können die Rillen 10 auch auf der Seitenfläche 21' des Zahnrades 19 eingebracht sein_e

Das maximal übertragbare Reibmoment kann auch einstellbar sein, wie dies in dem Ausführungsheispiel gemäss Fig. 4 gezeigt ist. Ein von einem nicht näher dargestellten Motor angetriebenes Ritzel 33 tra/bt das Zahnrad 3', das wieder auf der Welle 1 drehbar und an seinen Seitenflächen 4,4' mit Rillen 10,10' versehen ist. Anstatt an einem Sicherungsring 9 stützen sich in diesem Fall die Tellerfedern 8 an einer Muffe 34- ah, die auf der Welle 1 über einen Schaltmechanismus axial verschiebbar ist. Über eine nicht näher dargestellte Feststelleinrichtung kann die Muffe 34 in jeder Stellung fest arretiert sein, so dass die Vorspannung der Federn 8, die die Reibscheibe 5' gegen das Zahnrad 3' drücken, das sich an dem Bund 2 abstützt, einstellbar ist. Mit der Vorspannung ändert sich aher das durch die Kupplungsteile 3_?5 übertragbare Moment» Die Welle 1 ist im Gehäuse 16 gelagert und trägt an ihrem vorderen Ende ein Bohrfutter 35»

Bei einer anderen Ausführungsform gemäss Fig. 5 kann die Rutschkupplung auch auf der Zwischenwelle 23 angeordnet sein, auf der auf einer verkeilten Büchse 36 lose drehbar

ein Zahnrad 37 sitzt. Ein weiteres Zahnrad 25 Mldet für die Federn 8 gleichzeitig eine Anlageschulter, die die Reibscheibe 5^f, die verdrehsicher mit der Zwischenwelle 23 verbunden ist, gegen das Zahnrad 37 drückt. Das Drehmoment wird von dem Hitzel 33 über das Zahnrad 37, die Reibscheibe 5', die Zwischenwelle 23, das Zahnrad 25 auf ein Zahnrad 38, das mit der Welle 1 über einen Keil 15 fest verbunden ist, übertragen. Bei auftretenden Überlastungsstössen dreht das Zahnrad 37 an der Reihscherbe 5* durch, so dass Beschädigungen des Getriebes vermieden werden. Es sind wieder heide Seitenflächen 4,4' mit Rillen 10, 10* versehen.

Claims

RA. 215 630*23.4.66 Schutzanspräche:

1. In ein Elektrowerkzeug eingebautes Getriefte mit einer Rutschkupplung für den Überlastungsschutz, deren Kupplungsteile mindestens teilweise gleichzeitig die für den Antrieb eines Werkzeuges notwendigen Getriefteteile "bilden, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Achse ein stirnverzahntes Zahnrad (3') lose drehbar angeordnet ist, das mindestens auf einer Seite Rillen (10,1O¹) trägt und auf der Achse abgestützte Tellerfedern (8) vorgesehen sind, die einen auf der Achse unverdrehtaren Kupplungsteil (5) gegen die Seite des Zahnrades (3¹) mit den Rillen (10,10') drücken.

2. Getriefte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfedern (8) an einem Sicherungsring (9) unmitterbar auf einer ein Werkzeug tragenden anzutreibenden Welle (1) als Achse abgestützt sind und eine gegen Verdrehen gesicherte Scherbe (5¹) an das Zahnrad (3') andrücken.

3. Getriefte nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass fteide stirnseitigen Flächen (4,4·) des rutschenden Zahnrades (3') mit Rillen (10,10·) versehen sind, so dass einmal die Fläche (4) am

Kupplungsteil (5) und. einmal die Fläche (4¹) an einem Bund (2) der Welle (1) anliegt.

4. Getriefte nach Anspruch 1 "bis 3_} dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Breite der durch die Rillen (10) entstehenden kreisringförmigen Rei"bflachen 1,5 nun "beträgt.

5. Getriefte nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (8) auf einer Büchse (11) angeordnet sind, sich an einem Bund (12) abstützen und der als Scheine (5¹) ausgebildete Kupplungsteil (5) unter Bildung einer in das Getriebe einbautaren Baueinheit unverlierbar, gegen Verdrehen gesichert auf der Büchse (11) angebracht ist«,

6. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei nebeneinander liegende Zahnräder (3'_s19) jeweils als Kupplungsteile ausgebildet sind, deren Seitenflächen als Reiftflachen dienen, woftei die Rillen (10) in der Seitenfläche (4) des rutschenden Zahnrades (3') angeordnet sind und die Federn (8) gegen das mit der anzutreibenden Welle {1) verdrehsicher verbundene Zahnrad (19) drücken.

7. Getriefte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rutschkupplung auf einer auf der anzutreibenden Welle (1) längsverschieftlichen gegen diese unverdrehftare Büchse (17) angeordnet ist, die über einen ausserhall) eines Gehäuses (16) zugänglichen Schaltmechanismus (26) so verstellbar ist, dass die verschiedenen Zahnräder (3', 25} 19, 32) in Eingriff kommen.

8. Getriefte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rutschkupplung auf einer Zwischenwelle (23) eingeftaut ist.

9. Getriefte nach einem der Ansprüche 1 ftis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (8) an einer auf einer Welle axial verschieftlichen Muffe (34-) aftgestützt sind und ein von aussen ftedienftarer Schaltmechanismus (26) zur Änderung des zwischen den Kupplungsteilen (3,5) wirksamen Reiftmomentes vorgesehen ist.

'«»!*! Oism Untertags (8esehreioun<3 untf Schuuonspi,) isi «te uiletü dlngeteichls; sie «eichl von dar

ης Ή· ueipf^tteh etr.§erefehfen Unlerlogen ob. Oie fechlliohs 8edeutung 4& Abweichung 1st nicht geprüft

jiT*·" Ί-.h. ι i^ereichten Unfarlogen befinden sich in <fen Amfsokten. Sie kewft»n }-Φ·π;Μ ohne Nontv.i'

■- ■ ·■■■ ' -η iniMdsses QsbDhienfrei eingssehen werden. Au/ Antrag werden hhsmm on.·---. ?»**,**.>>·>** orff "■"'<'·■

f den üblichen Preisen oel/efe/f Oeufsches Potsnromt, GeferouehsmusrereMe