DE19510291A1 - Handwerkzeugmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Handwerkzeugmaschine bzw. von einem Getriebe für eine Handwerkzeugmaschine nach der Gattung der Ansprüche 1 und 4.

Durch die EP 0 561 528 ist ein Rasenmäher bekannt, der eine Bremsvorrichtung hat, die nach dem Abschalten des Motors das rotierende Rasenmähermesser in kurzer Zeit zum Stillstand bringt. Derartige Bremsvorrichtungen haben den Zweck, durch schnelles Abstoppen der Werkzeugbewegung bei Handwerkzeugma­ schinen die Verletzungsgefahr für den Bedienenden zu verrin­ gern bzw. zu beseitigen.

Die Bremsvorrichtung wird durch das Trägheitsmoment und das Bremsmoment beim Anlaufen des Mähers gelöst und beim Ab­ schalten des Mähers aktiviert. Die Ansprechzeit der Brems­ vorrichtung ist abhängig vom Bremsmoment des jeweiligen Lüf­ terrades.

Die genannte Bremsvorrichtung hat den Nachteil, daß sie nur funktioniert, wenn das Lüfterrad eingebaut ist. Bei verse­ hentlicher Inbetriebnahme des Rasenmähers ohne Lüfterrad würde die Bremsvorrichtung, etwa so wie eine Fahrzeugbrems­ anlage beim Fahren eines Pkw mit angezogener Handbremse, in­ nerhalb kürzester Zeit schwer beschädigt werden, weil ohne Lüfterrad die Bremsvorrichtung in der Bremsposition verhar­ ren würde, ohne gelöst zu werden.

Die genannte Bremsvorrichtung ist in Gestalt einer gesonder­ ten Baugruppe axial eng benachbart gegenüber dem Mähermesser an den Rasenmäher angebaut. Sie weist kein gesondertes, ab­ gedichtetes Gehäuse auf und ist somit empfindlich gegen Ver­ schmutzung durch Staub und Feuchtigkeit.

Gemäß der Patentschrift FR-2 411 503 ist eine in einen Elek­ tromotor integrierte Reibungsbremse bekannt, wobei der Elek­ tromotor eine dieser Bremse angepaßte Sonderkonstruktion mit Verschiebeanker ist. Der dafür erforderliche Herstellungs­ aufwand ist hoch. Daher sind auch die Herstellungskosten für ein entsprechendes Handwerkzeug mit diesem Sondermotor deut­ lich höher als für Handwerkzeugmaschinen mit einem Stan­ dardmotor.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine bzw. das Getriebe mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 4 hat demgegenüber den Vorteil, daß mit nur geringen konstruktiven Veränderungen der Handwerkzeugmaschine bzw. des Getriebes eine kostengünstige, gut gegen Schmutz geschützte, innerhalb von etwa zwei Sekunden die Arbeitsspindel zum Stillstand bringende Bremsvorrichtung geschaffen wird. Ein gesondertes Getriebegehäuse als Staubschutz bzw. zusätzliches Bauvolumen für die Handwerkzeugmaschine entfallen.

Besondere Vorteile ergeben sich durch die kleinvolumige Bau­ weise durch in das Getriebe integrierte Bremsmittel und da­ durch, daß die Bremse so ausgelegt werden kann, daß das die Bremse auslösende Bremsmoment durch die Bremswirkung selbst verstärkt wird.

Die Vorteile der Erfindung gegenüber jeglicher Art von Kurz­ schlußbremsen liegen darin, daß der Motoraufbau genauso ein­ fach ist wie bei ungebremsten Motoren. Es wird kein Schalter mit Umschaltkontakten für die Kurzschlußbremsung benötigt. Ein erhöhter Bürsten- und Kollektorverschleiß durch Brems­ strom entfällt. Zusätzliche Teile wie Zusatzwicklungen oder Magnete, Elektronik mit den entsprechenden elektrischen An­ schlüssen und Verdrahtungsaufwand sind nicht notwendig. Die Bremskraft ist auch bei niedrigen Drehzahlen - im Unter­ schied zu elektrischen Bremsen - sehr hoch. Eine elektrische oder mechanische Ansteuerung der Bremse entfällt.

Die erfindungsgemäße Bremse funktioniert automatisch. Die Bremse wird bei jedem Einschalten der Maschine gelöst, unab­ hängig ob ein Werkzeug montiert ist oder nicht. Die Bremsung wird nur dann eingeleitet, wenn ein Werkzeug montiert und somit eine Bremsung auch notwendig ist. Dadurch wird die Un­ fallgefahr verringert. Der Herstellungsaufwand für die er­ findungsgemäße Handwerkzeugmaschine ist äußerst gering.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläu­ tert.

Es zeigen

Fig. 1 einen Teilschnitt der Seitenansicht eines Winkelschleiferkopfes mit Bremsvorrichtung,

Fig. 2 eine Explosionsdarstellung des Winkelschleifers mit der erfindungs­ gemäßen Bremsvorrichtung,

Fig. 3 die Betätigungsflächen der Bremsvorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 und

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung für die Anordnung der Betätigungsflächen der Bremsvorrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist eine seitliche Schnittdarstellung eines Winkelschleifers 10 gezeigt. Dessen Winkelschleiferkopf 12 besteht aus einem Getriebegehäuse 14, in dem ein aus einem kleinen Kegelrad 16 und einem Tellerrad 18 bestehendes Winkelgetriebe gelagert ist. Das Kegelrad 16 wird drehfest durch eine Mutter 19 auf einer Motorwelle 20 gehalten.

Rechtwinklig zur Motorwelle 20 ist eine Arbeitsspindel 22 in einem oberen Nadellager 23 und einem unteren Kugellager 24 im Getriebegehäuse 14 drehbar gelagert. Die Arbeitsspindel 22 durchtritt das Tellerrad 18, ein Spindelstop-Rastprofil 28 und eine Mitnehmerplatte 30 in je einer konzentrischen Bohrung 26, 27 und 29. Das Tellerrad 18 ist gegenüber der Arbeitsspindel 22 drehbar angeordnet. Das Tellerrad 18 wird nach oben durch das Spindelstop-Rastenprofil 28 oder durch eine Sicherungsscheibe 21 gemäß Fig. 2 axial gehalten, das drehfest die Arbeitsspindel 22 umgreift. In Betrachtungsrichtung nach unten stützt sich das Tellerrad 18 axial an einer drehfest auf der Arbeitsspindel 22 gehaltene Mitnehmerplatte 30 ab. Dabei greifen axiale Nocken 17 des Tellerrades 18 in axiale Ausnehmungen 31 und 31′ der Mitnehmerplatte 30. Außerdem greifen radial zwischen die Nocken 17 und die Ausnehmungen 31 und 31′ axial hervorstehende Lappen 32, 32′, 32′′, 32′′′ einer Bremsscheibe 34 ein. Diese ist axial unterhalb der Mitnehmerplatte 30 angeordnet und umgreift den Bund 30′ der Mitnehmerplatte 30 und die Arbeitsspindel 22 konzentrisch.

Axial unterhalb der Bremsscheibe 34 ist eine Bremsplatte 36 gehäusefest angeordnet, die der Bremsfläche 59 der Bremsscheibe 34 mit einer Gegenbremsfläche 61 zugewandt ist.

Im oberen Bereich des Getriebegehäuses 14 ist ein Spindelstop-Stift 38 erkennbar, dessen nicht dargestelltes freies Ende zum Eingriff in die nicht näher bezeichneten Zahnlücken des Spindelstopp-Rastprofils 28 oder das Tellerrad 18 vorgesehen ist.

Die Arbeitsspindel 22 trägt an ihrem freien Ende ein Außengewinde 40 und einen Halteflansch 42, an dem sich axial eine Schleifscheibe 44 abstützt. Eine auf das Außengewinde 40 schraubbare Sicherungsmutter zum Befestigen der Schleifscheibe 44 ist nicht mit dargestellt.

Die Fig. 2 zeigt in einer Explosionsdarstellung einen Win­ kelschleifer 10 gemäß Fig. 1 mit dem Winkelschleiferkopf 12, dem Getriebegehäuse 14, der Sicherungsscheibe 21, dem Tellerrad 18 mit der zentralen Bohrung 26, der Mitnehmerplatte 30 mit der zentralen Bohrung 29 und den seitlichen Ausnehmungen 31 und 31′, der Bremsscheibe 34 mit den federnden Platten 32, 32′, 32′′, 32′′′, der Bremsplatte 36, dem Lager 24, dem Getriebeflanschdeckel 37 und der Arbeitsspindel 22.

Darüberhinaus ist ein Motorgehäuse 45 mit einem Schaltknopf 15 einem Elektrokabel 46 mit einem Netzstecker 48 gezeigt.

Auf dem Winkelschleiferkopf 12 ist ein Pfeil 50 zur Angabe der Drehrichtung der Arbeitsspindel 22 aufgebracht.

Deutlich wird die Ausgestaltung der Mitnehmerplatte 30 mit dem radialen Kragen 33 bzw. mit den Ausnehmungen 31 und 31′ und in Fig. 3 die Anordnung des Ratschenprofils 52 mit ringkeilartigen Schrägflächen 53 auf der unteren Stirnseite der Mitnehmerplatte 30, sowie ein dem Ratschenprofil 52 ge­ genüber angeordnetes Gegenprofil 54 der Bremsscheibe 34 mit Schrägflächen 55.

In Fig. 3 und alternativ Fig. 4 ist ein seitlicher Aus­ schnitt der Mitnehmerplatte 30 und der Bremsscheibe 34 mit dem Ratschenprofil 52 und dem Gegenprofil 54 bzw. 54′ den an­ einanderliegenden Schrägflächen 53, 55 gezeigt.

Die Schrägflächen 53, 55 sind radial gegeneinander verscho­ ben dargestellt. Infolge der radialen Verschiebung ergibt sich ein axialer Abstand 56 zwischen der Mitnehmerplatte 30 und der Bremsscheibe 34, durch den die Trägheitsbremse ak­ tiviert wird.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise der in den Winkelschleifer bzw. in dessen Getriebe integrierten Trägheitsbremse erläutert.

Beim Einschalten des nicht dargestellten Motors durch Betätigen des Schaltknopfes 15 wird durch Ingangsetzen des Motors die Arbeitsspindel 22 mit der Schleifscheibe 44 über die zwischengeschalteten Getriebeteile 16, 18 in der Dreh­ richtung des Pfeiles 50 bewegt. Zuvor tritt eine Relativ­ verdrehung des Tellerrades 18 gemeinsam mit der Bremsscheibe 34 gegenüber der Mitnehmerplatte 30 ein. Dabei kommen die Nocken 17 und 17′ des Tellerrades 18 zur Anlage an die ela­ stischen Lappen 32′, 32′′′ der Bremsscheibe 34. Diese wird gegenüber der Mitnehmerplatte 30 soweit verdreht, bis sie an den seitlichen Rand 35′, 35′′′ des radialen Kragens 33 der Mitnehmerplatte 30 anschlagen. Beim Anschlagen der Nocken 17 gemeinsam mit den Lappen 32′, 32′′′ an die seitlichen Ränder 35, 35′ der Mitnehmerplatte 30 ist die Verdrehung zwischen dem Tellerrad 18 und der Arbeitsspindel 22 beendet. Der axi­ ale Abstand 56 zwischen Mitnehmerplatte 30 und Bremsscheibe 34 erreicht in dieser Stellung ein Minimum. Dadurch ist die Axialkraft auf die Bremsscheibe 34 so gering, daß keine Bremskraft wirkt, d. h. die Bremse ist in dieser Position ge­ löst.

Wird der in Betrieb befindliche, nicht dargestellte Motor des Winkelschleifers 10 durch Betätigen des Schaltknopfes 15 oder durch Ausfall der Versorgungsspannung ausgeschaltet, so setzt der umgekehrte Vorgang wie beim Starten des Winkel­ schleifers 10 ein. Die Verdrehung zwischen dem Tellerrad 18 und der Mitnehmerplatte 30 erfolgt in umgekehrter Richtung. Das Tellerrad 18 sowie die Bremsscheibe 34 wird über die Nocken 17 und 17′ des Tellerrades 18 und die Lappen 32 und 32′′ der Bremsscheibe 34 durch den antriebslosen Motor abge­ bremst, während sich die Mitnehmerplatte 30 gegenüber dem Tellerrad 18 infolge der eigenen Trägheit bzw. der der Schleifscheibe 44 und der Arbeitsspindel 22 in der ursprüng­ lichen Drehzahl weiterdreht. Infolge der nun einsetzenden Verdrehung der Mitnehmerplatte 30 gegenüber der Bremsscheibe 34 gleiten die Schrägflächen 53, 55 aneinander auf. Der axi­ ale Abstand 56 zwischen der Mitnehmerplatte 30 und der Bremsscheibe 34 wird größer. Dadurch kommt die als Bremsflä­ che 59 ausgestaltete Stirnseite der Bremsscheibe 34 mit zu­ nehmender Kraft zur Anlage an die Bremsplatte 36. Dadurch wird die Bremsscheibe 34 zunehmend gegenüber der Mitnehmer­ platte 30 verzögert, wobei die Schrägflächen 53, 55 weiter aneinander aufgleiten, so daß der axiale Abstand zwischen der Mitnehmerplatte 30 und der Bremsscheibe 34 zunimmt und sich dadurch mit einem Servoeffekt die Bremskraft selbst verstärkt. Dadurch kommt innerhalb von kurzer Zeit nach Be­ tätigen des Schaltknopfes 15 in die Ausschaltstellung die Arbeitsspindel 22 mit der Schleifscheibe 44 zum Stillstand.

Auf diese Weise wird mit einfachen Mitteln eine sicherheits­ technisch wichtige Vorrichtung geschaffen, die der Wirkung vielfach teurerer mechanischer oder elektrischer Bremsen mit Speicherwirkung bzw. mit Fremdkraftbetätigung zumindest gleichkommt.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Ausgestaltung der Betätigungsflächen gemäß Fig. 3 in etwas geänderter Form: Die Bremsscheibe 34 trägt einen symmetrischen Nocken 53, auf den beim Motorstop die Schrägfläche 55 der Mitnehmerplatte 30 aufgleitet und den Bremsvorgang bewirkt. Diese Verdrehung zwischen Bremsscheibe 34 und Mitnehmerplatte 30, und damit das Aufgleiten der Flächen 53 und 56, wird dadurch begrenzt, daß die Nocken 17 und 17′ des Tellerrades 18 über die Lappen 32 und 32′′ der Bremsscheibe 34 an den Stirnflächen 35 und 35′′ der Mitnehmerplatte 30 zur Anlage kommen.

Es sind auch radialverschiebliche Bremsmittel mit gleicher Wirkung wie die axialverschieblichen Mittel für den Fachmann in selbstverständlicher Weise einsetzbar.

Die erfindungsgemäße Bremse ist für alle Antriebsarten von Handwerkzeugen, z. B. Elektro-, Druckluft-, Verbrennungsmotor einsetzbar und kann selbstverständlich an unterschiedlichen Stellen im Getriebe angeordnet werden. Besonders geeignet ist beispielsweise bei Winkelschleifern der Übergang vom Motor zum Getriebe d. h. die Schnittstelle zwischen Anker und Kegelrad oder der Übergang vom Getriebe zur Schleifscheibe d. h. Schnittstelle zwischen Tellerrad und Schleifspindel.

Claims (10)

1. Elektrohandwerkzeug, insbesondere Winkelschleifer (10), mit einer ein Werkzeug (44), vorzugsweise eine Schleifschei­ be, tragenden Arbeitsspindel (22), die von einem Motor über Bewegungsübertragungsteile (16, 18, 30) angetrieben wird, welche in einem Getriebegehäuse (14) angeordnet sind, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bewegungsübertragungsteile (16, 18, 30) mit einem bestimmten Verdrehspiel zueinander angeordnet sind, wobei eine beim Abschalten des Motors aus der kinetischen Energie des Werkzeugs (44) gebildete Ver­ drehkraft zwischen den Bewegungsübertragungsteilen (16, 18, 30) zum Betätigen von Bremsmitteln (34, 36) dient.

2. Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bremsmittel (34, 36) im Inneren des Getriebege­ häuses (14) angeordnet sind.

3. Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei der Bewegungsübertragungsteile (16, 18, 30) ein Winkelgetriebe bildende, ineinandergreifende Ke­ gelräder (16, 18) sind, von denen das größere ein Tellerrad (18) ist und wobei mindestens eines der Bewegungsübertra­ gungsteile (16, 18, 30) als Betätigungsmittel zum Auslösen und/oder Lösen der Bremsmittel (34, 36) dient.

4. Winkelschleifer nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Tellerrad (18) über eine Mitnehmer­ platte (30) mit der Arbeitsspindel (22) formschlüssig gekup­ pelt ist, wobei die Mitnehmerplatte (30) drehfest auf der Arbeitsspindel (22) angeordnet ist.

5. Winkelschleifer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Tellerrad (18) gegenüber der Arbeitsspindel (22) be­ grenzt verdrehbar ist.

6. Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Bremsmittel (34, 36) mit den Bewegungsübertragungsteilen (16, 18, 30) drehmitnehmend und axial verschiebbar gekoppelt ist.

7. Elektrohandwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsmittel (30, 34, 36) in das Winkelgetriebe (16, 18) integriert sind, ohne dessen Bauvolumen zu vergrößern.

8. Elektrohandwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Brems­ mittel (34, 36) eine sich an Schrägflächen (53) des Bewe­ gungsübertragungsteils (30) axial abstützende Bremsscheibe (34) ist, die Anschlagmittel (32, 32′, 32′′, 32′′′) trägt, mit denen sie zur Drehmitnahme in das Tellerrad (18) ein­ greift.

9. Elektrohandwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (34) durch das als Mitnehmerplatte (30) ausgestaltete Bewegungsübertra­ gungsteil (30) axial gegenüber dem anderen als gehäusefeste Bremsplatte (36) ausgestalteten Bremsmittel verstellbar ist.

10. Getriebe für ein Elektrohandwerkzeug nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Arbeitsspindel (22) und dem Motor Bewegungsübertragungs­ teile (16, 18, 30) mit einem bestimmten Verdrehspiel zuein­ ander angeordnet sind und daß die beim Abschalten des Motors gebildete Verdrehkraft zwischen den Bewegungsübertragungs­ teilen (16, 18, 30) zum Betätigen von im Getriebegehäuse (14) angeordneten Bremsmitteln (34, 36) dient.