DE19510291C2

DE19510291C2 - Handwerkzeugmaschine mit Bremseinrichtung

Info

Publication number: DE19510291C2
Application number: DE1995110291
Authority: DE
Inventors: Alfred Frech; Gerd Dipl Ing Berner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-03-22
Filing date: 1995-03-22
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2015-03-23
Also published as: DE19510291A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Elektrohandwerkzeug mit ei ner Bremseinrichtung.

Durch die DE 38 44 617 A1 ist ein Winkelschleifer mit einer handbetätigten Bremse bekannt. Bei Betätigung dieser Bremse wer den zugleich die das Werkzeug haltenden Spannflansche voneinan der zwecks Werkzeugwechsels gelöst.

Diese Einrichtung zur Stillstandbremsung der Arbeitsspindel schließt ein automatisches Bremsen der Arbeitsspindel aus, weil sie eine vom Bedienenden aufzubringende Betätigungskraft voraus setzt.

Außerdem ist gemäß der Patentschrift FR-2 411 503 eine in einen Elektromotor integrierte Reibungsbremse bekannt, wobei der Elektromotor eine dieser Bremse angepaßte Sonderkon struktion mit Verschiebeanker ist. Der dafür erforderliche Herstellungsaufwand ist hoch. Daher sind auch die Herstel lungskosten für ein entsprechendes Handwerkzeug mit diesem Sondermotor deutlich höher als für Handwerkzeugmaschinen mit einem Standardmotor.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Handwerkzeugmaschine hat demgegenüber den Vorteil, daß mit nur geringen konstruktiven Veränderungen der Handwerkzeugmaschine bzw. des Getriebes eine kostengünstige, innerhalb von etwa zwei Sekunden die Arbeitsspindel zum Stillstand bringende Bremsvorrichtung ge schaffen wird. Ein gesondertes Getriebegehäuse bzw. zusätz liches Bauvolumen für die Handwerkzeugmaschine entfällt.

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 Bremseinrichtung, Fig. 2 eine Ex plosionsdarstellung des Winkelschleifers mit der erfindungs gemäßen Bremseinrichtung, Fig. 3 die Betätigungsflächen der Bremseinrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 und Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung für die Anordnung der Betätigungsflächen der Bremseinrichtung.

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-Rastprofil 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 der drehfest auf der Arbeitsspindel 22 gehaltenen Mitnehmerplatte 30 ab. Dabei greifen axiale Nocken 17, 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 als Lappen ausgeführte Anschlagmittel 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 eine Halteflansch 42, an dem sich axial ein als Schleifscheibe ausgebildetes Werkzeug 44 abstützt. Eine auf das Außengewinde 40 schraubbare Sicherungsmutter zum Befestigen der Schleifscheibe 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 Anschlagmitteln 32, 32', 32'', 32''', der Bremsplatte 36, dem Kugellager 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 eines 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' und 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 Winkelgetriebe 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 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 Anschlagmittel 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, 17' gemeinsam mit den Anschlagmitteln 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 Anschlagmittel 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 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 56 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 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 des Nockens 53' und der Schrägfläche 55', wird dadurch begrenzt, daß die Nocken 17 und 17' des Tellerrades 18 über die Anschlagmittel 32 und 32'' der Bremsscheibe 34 an den Ränder 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. die Schnittstelle zwischen Tellerrad und Schleifspindel.

Claims

1. Elektrohandwerkzeug, insbesondere Winkelschleifer (10), mit einer Bremseinrichtung zum Abbremsen eines Werkzeugs (44), vorzugsweise einer Schleifscheibe, mit einer das Werk zeug (44) tragenden Arbeitsspindel (22), die von einem Motor über ein Zahnradgetriebe angetrieben wird, welches in einem Getriebegehäuse (14) angeordnet ist, wobei ein Zahnrad und eine Bremsscheibe (34) mit einem bestimmten Verdrehspiel ge genüber einer Mitnehmerplatte (30) angeordnet sind, wobei eine beim Abschalten des Motors aus der kinetischen Energie des Werkzeugs (44) gebildete Verdrehkraft eine Verdrehung des Zahnrades und der Bremsscheibe (34) gegenüber der Mit nehmerplatte (30) bewirkt und wobei zwischen der Mitnehmer platte (30) und der Bremsscheibe (34) Mittel vorgesehen sind, welche durch die Verdrehung zur Einleitung des Brems vorgangs eine Axialbewegung der Bremsscheibe (34) erzeugen.

2. Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Zahnradgetriebe eine Winkelgetriebe ist, das durch zwei ineinandergreifende Kegelräder (16, 18) gebildet wird, von denen das größere ein Tellerrad (18) ist und wobei minde stens eines der Kegelräder (16, 18) als Betätigungsmittel zum Auslösen und/oder Lösen der Bremsmittel (34, 36) dient.

3. Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß das Tellerrad (18) über die Mitnehmerplatte (30) mit der Arbeitsspindel (22) formschlüssig gekuppelt ist, wo bei die Mitnehmerplatte (30) drehfest auf der Arbeitsspindel (22) angeordnet ist und daß das Tellerrad (18) gegenüber der Arbeitsspindel (22) begrenzt verdrehbar ist.

4. Elektrohandwerkzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Bremsscheibe (34) sich an Schrägflä chen (53) der Mitnehmerplatte (30) axial abstützt und An schlagmittel (32, 32', 32'', 32''') trägt, mit denen sie zur Drehmitnahme in das Tellerrad (18) eingreift.

5. Elektrohandwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (34) durch die Mitnehmerplatte (30) axial gegenüber dem anderen als gehäu sefeste Bremsplatte (36) ausgestalteten Bremsmittel ver stellbar ist.