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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung insbesondere für
Arbeitswerkzeuge von motorangetriebenen Werkzeuggeräten,
nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Stand der Technik
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Motorangetriebene
Werkzeuggeräte werden bevorzugt entweder mit einem Elektromotor
oder mit einem Verbrennungsmotor angetrieben, wobei ein Ar beitswerkzeug
von dem jeweils vorhandenen Antriebsmotor des Werkzeuggeräts
angetrieben wird. Beispielsweise ist das Werkzeuggerät
ein Trennschleifer, bei welchem die Trennscheibe als Arbeitswerkzeug
durch den Antriebsmotor zu schnellen Drehungen angetrieben wird.
Auch kann das Werkzeuggerät beispielsweise eine Säge
oder dergleichen sein, bei welchem ein Arbeitswerkzeug, wie eine
Sägekette oder ähnliches angetrieben wird.
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Wesentlich
bei solchen Werkzeuggeräten ist neben Leistungsaspekten
eine hohe Sicherheitsreserve im Hinblick auf den mit dem Werkzeuggerät
arbeitenden Bediener. Durch die sich schnell drehenden oder sich
schnell bewegenden Arbeitswerkzeuge geht üblicher Weise
eine nicht unerhebliche Verletzungsgefahr aus, wenn die Werkzeuggeräte
unachtsam oder unvorsichtig bedient werden. Daher ist es besonders
wesentlich, dass das Arbeitswerkzeug nur in Betriebssituationen
angetrieben wird, in welchen der Bediener mit dem Arbeitswerkzeug
arbeiten möchte und in anderen Betriebssituationen das
Arbeitswerkzeug möglichst nicht angetrieben wird, wobei
der Übergang von der angetriebenen zu der nicht angetriebenen
Betriebssituation zeitlich betrachtet möglichst kurz gehalten
werden sollte, um ein Verletzungsrisiko möglichst zu mindern
bzw. auszuschließen.
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Üblicher
Weise werden solche Arbeitswerkzeuge daher mittels einer Fliehkraftkupplung
mit dem Antriebsmotor gekoppelt, so dass die Kupplung erst bei hoher
Drehzahl des Motors einrückt und den Antriebmotor mit seiner
Abtriebswelle mit der Eingangswelle der Arbeitswerkzeugs verbindet.
Erst dann wird das Arbeitswerkzeug angetrieben. Wird die Drehzahl des
Antriebsmotors wieder reduziert, so rückt die Fliehkraftkupplung
aus und der Antriebsmotor wird vom Arbeitswerkzeug getrennt. Dennoch
kann das Arbeitswerkzeug wegen des Nachlaufs des Motors meist noch
eine gewisse Drehzahl aufweisen, so dass die davon ausgehende Verletzungsgefahr
insofern nicht vermieden ist.
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Die
DE 44 46 157 C2 offenbart
ein elektrisch angetriebenes Gerät, wie insbesondere eine
Kreissäge, mit einer Auslaufbremse, wobei eine antreibbare erste Bremsscheibe
und eine feststehende Bremsscheibe vorgesehen sind, die durch Fliehkraftwirkung auf
eine radial federbeaufschlagte Kugel gelöst wird.
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Die
DE 839 528 offenbart eine
selbsttätige Bremse für Motoren oder Maschinen,
bei welcher ein unter Fliehkraft nach außen wanderndes
Element über Hebel die Bremse betätigt.
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Auch
ist durch die
DE 23 42 336 eine
automatisch arbeitende Bremsvorrichtung bekannt geworden.
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Die
Bremsen im Stand der Technik zeigen sich als nicht allzu schnell
und daher noch nicht zuverlässig genug. Außerdem
sind sie zum Teil hinsichtlich ihres Bauraumbedarfs sehr unvorteilhaft,
so dass sie bei einem modernen Produktdesign nicht verwendbar sind.
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Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung,
Vorteile
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Bremsvorrichtung zu schaffen,
welche die Nachteile des Standes der Technik zumindest vermindert.
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Dies
wird erreicht mit den Merkmalen von Anspruch 1, wonach eine Bremsvorrichtung
insbesondere für Arbeitswerkzeuge von motorangetriebenen
Werkzeuggeräten geschaffen wird, mit einem Arm mit zumindest
einem darin angeordneten Lager zur drehbaren Lagerung einer Achse
und mit einem auf der drehbar gelagerten Achse befestigten Flansch,
wobei die Achse und/oder der Flansch über einen Antriebsmotor
antreibbar ist, wobei an dem Arm ein erstes Reibelement fest verbunden
ist und mit der Achse und/oder mit dem Flansch ein zweites Reibelement
verbunden ist, wobei das erste und das zweite Reibelement in Abhängigkeit
der Fliehkrafteinwirkung auf zumindest ein Fliehgewicht miteinander
in Reibkontakt tritt oder nicht.
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Dabei
ist es bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel zweckmäßig,
wenn das erste Reibelement ein Reibring mit kreisringförmiger
Reibfläche oder ein zylind rischer Reibring mit zylindrischer
Reibfläche ist. Die kreisringförmige Reibfläche
weist dabei zur Seite und die zylindrische Reibfläche weist eine
Innenzylinderfläche als Reibfläche auf. Bei der Ausbildung
als kreisringförmige Reibfläche können die
erste und die zweite Reibfläche gegenüberliegend
und nebeneinander angeordnet sein, so dass die Vorrichtung diesbezüglich
radial klein gebaut werden kann. Bei der Ausbildung als kreiszylinderförmige
Reibfläche können die erste und die zweite Reibfläche
sich radial gegenüberliegend angeordnet sein, so dass die
Vorrichtung diesbezüglich axial klein gebaut werden kann.
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Weiterhin
ist es zweckmäßig, wenn das zweite Reibelement
zumindest ein relativ zur Achse verlagerbares Element ist, welches
an einer axialen Seite eine Reibfläche aufweist.
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Gemäß einem
vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist es zweckmäßig,
wenn das zweite Reibelement ein Bremsschuh ist, welcher etwa mittig
eine Öffnung aufweist, durch welche die Achse führbar
ist.
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Dabei
ist es vorteilhaft, wenn als zweites Reibelement zwei Bremsschuhe
vorgesehen sind, welche jeweils etwa mittig eine Öffnung
aufweisen, durch welche die Achse führbar ist und die beiden Reibflächen
der Bremsschuhe sich relativ zur Achse gegenüber liegen.
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Auch
ist es zweckmäßig, wenn die beiden Bremsschuhe
mittels zumindest eines Kraftspeichers, wie mittels einer Zugfeder,
miteinander auf Zug verspannt sind. Auch ist es bei einem anderen Ausführungsbeispiel
zweckmäßig, wenn die beiden Bremsschuhe mittels
zumindest eines Kraftspeichers, wie mittels zumindest einer Druckfeder,
miteinander auf Druck beaufschlagt sind.
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Dabei
ist es besonders zweckmäßig, wenn jeweils ein
Ende der Kraftspeicher mittels zumindest eines Halteelements an
dem jeweiligen Bremsschuh befestigt ist.
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Auch
ist es zweckmäßig, wenn der Bremsschuh derart
ausgebildet ist, dass der Reibfläche in Bezug auf die Öffnung
ein Fliehgewicht gegenüberliegt. Dazu ist die Reibfläche
an einem Arm angebracht, der einem weiteren Arm gegenüberliegt,
der ebenfalls als Arm ausgebildet ist.
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Weiterhin
ist es bei einem weiteren Ausführungsbeispiel vorteilhaft,
wenn das zweite Reibelement eine Scheibe ist, welcher etwa mittig
eine Öffnung aufweist, durch welche die Achse führbar
ist.
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Dabei
ist es zweckmäßig, wenn die Scheibe mittels Fliegewichten
und diesbezüglich in Ausnehmungen aufgenommenen Kugeln
axial verlagerbar ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachstehend
wird die Erfindung auf der Grundlage eines Ausführungsbeispiels
anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Ansicht eines Arms eines Werkzeuggeräts mit einem drehbaren
Flansch mit Bremsvorrichtung,
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2 eine
Ansicht eines Arms eines Werkzeuggeräts mit einem drehbaren
Flansch mit Bremsvorrichtung,
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3 eine
Schnitt durch einen Arm eines Werkzeuggeräts mit einem
drehbaren Flansch mit Bremsvorrichtung,
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4 eine
Ansicht einer Bremsvorrichtung,
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5 eine
Ansicht eines Arms eines Werkzeuggeräts mit einem drehbaren
Flansch mit Bremsvorrichtung,
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6 eine
Schnitt durch einen Arm eines Werkzeuggeräts mit einem
drehbaren Flansch mit Bremsvorrichtung, und
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7 eine
Ansicht einer Bremsvorrichtung.
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Bevorzugte Ausführung
der Erfindung
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Die 1 zeigt
einen Arm 2 eines motorangetriebenen Werkzeuggeräts 1,
wobei der Motor des Werkzeuggeräts mit seinem typischerweise
vorhandenen Keilriemen zum Antrieb des Arbeitswerkzeugs selbst nicht
gezeigt ist. Am vorderen Ende des Arms 2 ist eine Bremsvorrichtung 6 vorhanden,
welche einen drehbar gelagerten Flansch 3 mit einem Reibring 5 zeigt.
Der Flansch 3 ist mittels eines mit Hilfe zumindest einem
Lager 7 gelagerten Achse 4 drehbar gelagert. Radial
innerhalb des Reibrings 5 ist zumindest ein Bremselement
oder es sind mehrere, wie beispielsweise zwei, Bremselemente angeordnet, welche
dazu dienen, den Flansch gegenüber dem Reibring fest zu
bremsen.
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Der
Arm 2 ist vorteilhaft als Formteil gestaltet, welches aus
Kunststoff oder als Blechteil ausgebildet sein kann. Vorzugsweise
ist der Arm zumindest zweiteilig ausgebildet, so dass er beispielsweise
aus zwei Schalen 8, 9 ausgebildet ist, die entlang
der Länge des Arms miteinander zusammengefügt
sind.
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Am
vorderen Ende des Arms 2 sind zwei kreisrunde Öffnungen 10, 11 vorgesehen,
welche zur Aufnahme oder zum Halten dienen.
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Die 2 zeigt
schematisch eine Anordnung der 6, wobei der Reibring 5 ein
Kreiszylinderabschnitt darstellt, welcher mittels Zungen 12, 13, 14 an
dem Arm 2 befestigt sind.
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Radial
innerhalb des Reibrings 5 sind zwei gegenüberliegend
angeordnete Bremsschuhe 15, 16 vorgesehen, welche
sich bezüglich der Achse 4 gegenüberstehen.
Die beiden Bremsschuhe 15, 16 sind dabei derart
ausgebildet, dass sie auf der einen Seite eine Reibfläche 17 aufweisen
und auf der gegenüberliegenden Seite ein Fliehgewicht 18 aufweisen.
In der 2 ist lediglich die Reibfläche des vorderen Bremsschuhs
zu erkennen, wobei die Reibfläche 17 des hinteren
Bremsschuhs hinter dem Fliehgewicht 18 des vorderen Bremsschuhs
versteckt ist.
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Die
Bremsschuhe 15, 16 sind relativ zur Achse 4 lateral
verlagerbar, so dass in normalem Betrieb die Bremsschuhe 15, 16 mit
Reibfläche 17 an dem Reibring 5 reibend
und damit auch bremsend anliegen. Die beiden sich gegenüberliegenden
Bremsschuhe 15, 16 sind mittels zumindest eines
Kraftspeichers 19, 20 bzw. mittels zumindest einer
Feder oder einem anderweitigen elastischen Element gegeneinander
verspannt, so dass die beiden Fliehgewichte 18 der beiden
Bremsschuhe 15, 16 aufeinander zu beaufschlagt
sind und somit die beiden Reibflächen 17 an dem
Reibring 5 anliegen. Wird der Flansch 3 mit den
damit drehend verbundenen Bremsschuhe gedreht, so wird aufgrund
der Fliehkraft entgegen der Federkraft die beiden Fliehgewichte 18 nach
radial außen gedrängt und somit hebt die Reibfläche 17 von dem
Reibring 5 ab und gibt die Bremse frei und der Flansch 5 kann
sich frei drehen. Die gegenüber der Achse 4 angeordneten
Federn 19, 20 sind auf Zug vorgespannt.
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Wie
in 2 zu erkennen ist, sind die Bremsschuhe 15, 16 derart
ausgebildet, dass sie eine zentrale Öffnung 22 aufweisen,
durch welche die Achse 4 greift. In Bereich der Öffnung 22 sind
die Bremsschuhe radial verschiebbar.
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Die
Reibfläche 17 steht von dem zentralen Bereich
radial ab und weist einen bogenförmigen Endbereich auf,
der als Reibfläche dient.
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Die 3 zeigt
eine erfindungsgemäße Bremsvorrichtung 1 im
Schnitt. Zu erkennen ist der Flansch 5, welcher auf der
Achse 4 gelagert aufgenommen ist. Die Achse 4 ist
dabei mittels des Lagers 7 drehbar im Arm 2 gelagert.
Das Lager ist als einreihiges Kugellager ausgebildet, wobei es auch
mehrreihiges Kugellager, Kegelrollenlager oder Nadellager oder als
Gleitlager ausgebildet sein kann. Auf der dem Flansch gegenüberliegenden
Seite des Lagers 7 ist ein Schwungrad 21 angeordnet.
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Auf
der anderen Seite des Lagers 7 sind der Flansch 5 und
die Bremsvorrichtung mit den Bremsschuhe 15, 16 angeordnet.
Zwischen der Bremsvorrichtung und dem Lager 7 ist eine
Riemenscheibe 23 angeordnet, mittels welcher die Welle 4 und
der Flansch 5 über einen Riemenantrieb antreibbar
sind.
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Die 4 zeigt
schematisch eine Anordnung der Bremsvorrichtung 6, wobei
der Reibring 5 ein Kreiszylinderabschnitt darstellt, welcher
mittels Zungen 12, 13, 14 an dem Arm 2 befestigt
sind.
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Radial
innerhalb des Reibrings 5 sind zwei gegenüberliegend
angeordnete Bremsschuhe 15, 16 angeordnet, die
sich bezüglich der Achse 4 gegenüber
stehen. Die beiden Bremsschuhe 15, 16 sind derart
ausgebildet, dass sie auf der einen Seite eine Reibfläche 17 aufweisen
und auf der gegenüberliegenden Seite ein Fliehgewicht 18.
In der 4 ist lediglich auch die Reibfläche 17 des
vorderen Bremsschuhs 15 zu erkennen, wobei die Reibfläche 17 des hinteren
Bremsschuhs 16 hinter dem Fliehgewicht 18 des
vorderen Bremsschuhs 15 versteckt ist.
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Die
Bremsschuhe 15, 16 sind relativ zur Achse 4 lateral
verlagerbar, so dass in normalem Betrieb die Bremsschuhe 15, 16 mit
Reibflächen 17 an dem Reibring 5 reibend
und damit bremsend anliegen. Die beiden sich gegenüberliegenden
Bremsschuhe 15, 16 sind mittels zumindest eines
Kraftspeichers 19, 20 bzw. mittels zumindest einer
Feder oder einem anderweitigen elastischen Element gegeneinander
verspannt, so dass die beiden Fliehgewichte 18 der beiden
Bremsschuhe 15, 16 aufeinander zu beaufschlagt
sind und somit die beiden Reibflächen 17 an dem
Reibring 5 anliegen. Wird der Flansch 3 mit den damit
drehend verbundenen Bremsschuhe gedreht, so wird aufgrund der Fliehkraft
FFlieh entgegen der Federkraft FFeder die beiden Fliehgewichte 18 nach
radial außen gedrängt und somit hebt die Reibfläche 17 von dem
Reibring 5 ab und gibt die Bremse frei und der Flansch 3 kann
sich frei drehen. Die gegenüber der Achse 4 angeordneten
Federn 19, 20 sind auf Zug vorgespannt.
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Wie
in 4 auch zu erkennen ist, sind die Bremsschuhe 15, 16 derart
ausgebildet, dass sie eine zentrale Öffnung 22 aufweisen,
durch welche die Achse 4 greift. In Bereich der Öffnung 22 sind
die Bremsschuhe radial verschiebbar.
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Die
Reibfläche 17 steht von dem zentralen Bereich
radial ab und weist einen bogenförmigen Endbereich auf,
der als Reibfläche dient.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn ein Riemenantrieb vorgesehen ist, mittels
welchem ein nicht dargestellter Riemen die Riemenscheibe 23 und
damit die Achse und der Flansch angetrieben wird.
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Die
Bremsschuhe haben die Form eines Kurbelschenkels, die durch eine
oder zwei Federn aufeinander zu verspannt sind, so dass dadurch
die Reibflächen an dem Reibring anliegen und reibend festhalten.
Bei höheren Drehzahlen löst sich die Reibfläche
von dem Reibring und kann frei drehen.
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Bei
modernen Motoren ist es möglich, dass aufgrund der geringen
Reibleistung das Restdrehmoments des Motors selbst im Leerlauf dreht.
Die Bremsvorrichtung gemäß den 1 bis 4 verhindert
dies zuverlässig. Die Bremsvorrichtung hält dass
Arbeitswerkzeug und den damit verbundenen Flansch reibend fest und
erst ab einer überschrittenen vorgebbaren Grenzdrehzahl
von ca. 1500 bis 2000 1/min wird die Bremse gelöst.
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Die 5 zeigt
schematisch eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Bremsvorrichtung 100 mit einem Arm 101 und einem
drehbaren Flansch 102.
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Radial
innerhalb des Flansches 102 und axial zwischen dem Flansch 102 und
dem Arm 102 ist eine Bremsvorrichtung vorgesehen, welche
dazu dient, den Flansch fest zu bremsen bzw. frei zu geben.
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Die 6 zeigt
die Vorrichtung der 5 im Schnitt. Der Flansch 102 ist
auf einer Achse 103, die vorzugsweise hohl gestaltet ist,
befestigt und so mittels der Lager 104, 105 im
Arm 101 drehbar gelagert. Der Flansch 102 weist
radial außen eine Riemenscheibe 106 auf, die mit
dem Flansch 102 einteilig ausgebildet ist. Radial innerhalb
der Riemenscheibe 106 und radial außerhalb der
Achse 103 ist ein Mechanismus zur Bremsung vorgesehen.
Dazu sind radial bewegliche Gewichte 107 vorgesehen, welche eine
Aussparung 108 aufweisen, innerhalb welchen Kugeln 109 oder
zylindrische Elemente aufgenommen sind, die sich axial außen
an einem Wandelement 110 abstützen. Die Wandung 110 ist
Teil einer Scheibe 111, die um die Achse 103 herum
angeordnet ist und die radial außen abgewinkelt, siehe 112, ist,
und dort an einer Reibfläche 113 anliegt bzw.
anlegbar ist.
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Die 7 zeigt
drei Fliehkraftgewichte 107, die kreissegmentartig um die
Achse 103 angeordnet sind. Die Gewichte weisen dabei einen
Aufnahmeraum bzw. Aussparungen 108 auf, in welchen die
Kugeln 109 aufgenommen sind. Auf die Kugeln 109 wirkt
jeweils ein Halteelement 114, welches die Kugel 109 relativ
zum Gewicht in Position hält, so dass die Kugeln 109 unter
Fliehkrafteinwirkung mit dem Gewicht nach radial außen
wandert bzw. ohne Fliehkrafteinfluss dort verbleibt.
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Weiterhin
sind Vorspannfedern 115 vorgesehen, welche die Scheibe 111 auf
den Reibring bzw. auf die Reibfläche 113 beaufschlagt,
so dass bei geringer oder fehlender Fliehkraft der Reibschluss entsprechend
vorliegt.
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Wird
nun eine Drehzahl appliziert, so wirkt auf die Gewichte 107 eine
Fliehkraft und die Kugeln 109 werden mit den Fliehgewichten 107 nach
radial außen bewegt, wobei sie sich in der entsprechenden Aussparung 108 in
axialer Richtung bewegen.
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Im
Zustand bei geringen Drehzahlen bzw. im Stillstand liegt der radial
außen liegende Teil der Scheibe an der Reibfläche
an und bremst so den Flansch. Bei hohen Drehzahlen wird die Reibfläche frei
gegeben und der Flansch kann frei drehen.
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- 1
- Werkzeuggerät
- 2
- Arm
- 3
- Flansch
- 4
- Achse
- 5
- Reibring
- 6
- Bremsvorrichtung
- 7
- Lager
- 8
- Schale
- 9
- Schale
- 10
- Öffnung
- 11
- Öffnung
- 12
- Zunge
- 13
- Zunge
- 14
- Zunge
- 15
- Bremsschuh
- 16
- Bremsschuh
- 17
- Reibfläche
- 18
- Fliehgewicht
- 19
- Kraftspeicher,
Feder
- 20
- Kraftspeicher,
Feder
- 21
- Schwungrad
- 22
- Öffnung
- 23
- Riemenscheibe
- 100
- Bremsvorrichtung
- 101
- Arm
- 102
- Flansch
- 103
- Achse
- 104
- Lager
- 105
- Lager
- 106
- Riemenscheibe
- 107
- Gewicht,
Fliehkraftgewicht
- 108
- Aussparung
- 109
- Kugel
- 110
- Wandung
- 111
- Scheibe
- 112
- abgewinkelter
Bereich der Scheibe
- 113
- Reibfläche
- 114
- Halteelement
- 115
- Vorspannfeder
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4446157
C2 [0005]
- - DE 839528 [0006]
- - DE 2342336 [0007]