DE19510291A1 - Handwerkzeugmaschine - Google Patents
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Description
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.
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.
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.
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.
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DE1995110291 DE19510291C2 (de) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | Handwerkzeugmaschine mit Bremseinrichtung |
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Family
ID=7757311
Family Applications (1)
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