DE2340888A1

DE2340888A1 - Rutschkupplung, insbesondere fuer heckenscheren u.ae

Info

Publication number: DE2340888A1
Application number: DE19732340888
Authority: DE
Inventors: Edwin Joseph Weber
Original assignee: Black and Decker Manufacturing Co
Current assignee: Black and Decker Corp
Priority date: 1972-08-30
Filing date: 1973-08-13
Publication date: 1974-03-14
Also published as: DE2340888C2; CA982504A; FR2198580A5; JPS4946044A; GB1420343A; IT991238B; AU5523773A; US3802222A; AU466600B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rutschkupplung, insbesondere für Heckenscheren und andere motorgetriebene Geräte.

Bei Heckenscheren sind bei Überlastung wirksam werde.nde Rutschkupplungen bekannt. Viele dieser vorbekannten Geräte wiesen eine sich drehende Kupplung mit einem kreisförmigen Federelement zwischen dem Motor und der Schncidblattanordnung auf, die unter axialem Druck zusammengepreßt wurden. Die Kupplung rutschte, wenn die auf das Werkzeug ausgeübte Kraft einen Wert überschritt, der eine Beschädigung des Motors und/oder Getriebes zur Folge haben konnte.

Bei dieser Art von Rutschkupplung ist es erforderlich, den axialen Druck auf das Federelement bei der Montage der Maschine sehr sorg-

A 09811/0388

COPY

fältig einzustellen, und es muß eine periodische Überprüfung und Nachstellung während der Benutzung der Maschine erfolgen, um die Wi rksamkeit der Kupplung sicherzustellen. Wenn somit der Grenzwert, bei dem die Kupplung rutscht, nicht genau eingestellt und aufrechterhalten wird, rutscht die Kupplung entweder zu früh und macht die Maschine unwirksam oder sie bleibt auch bei hohen Belastungen in Eingriff, wodurch eine Überlastung und möglicherweise eine Beschädigung des Motors und/oder des Getriebes erfolgt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Rutschkupplung zu schaffen, bei der sich der gewünschte Grenzwert sehr leicht einstellen läßt und ohne Wartung bei der Benutzung der Maschine eingestellt bleibt.

Dies wird erfindungsgemäß mit einer Rutschkupplung im wesentlichen dadurch erreicht, daß das drehbare Antriebselement und das drehbare angetriebene Element eine Aussparung oder einen Hohlraum bilden, in dem einige oder mehrere Blattfedern angeordnet sind, die sich automatisch zwischen den Elementen spannen und dadurch eine Antriebsverbindung bilden.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist keine Einstellung der maximalen Antriebskraft erforderlich oder möglich. Ferner ist die erfindungsgemäße Kupplung praktisch keinem Abrieb ausgesetzt und hält daher auch nach langer Benutzung einen im wesentlichen konstanten Grenzwert

β 1X1

4098 11/0388

Die Erfindung stellt somit einen zuverlässigen, genauen und wirksamen Betrieb des Gerätes sicher und verhindert eine Abnutzung oder einen Ausfall des Motors und/oder des Getriebes.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Ausführungsbeispiele zeigenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht eine Heckenschere gemäß der Erfindung, wobei ein Teil des Gehäuses weggebrochen und ein Teil des sich hin- und herbewegenden Schneidblattes entfernt ist.

Fig. 2 zeigt vergrößert einen Schnitt entlang der Linie 2-2 aus Fig. Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 3-3 aus Fig. 2.

Fig. 4 zeigt in einer Darstellung entsprechend Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungs gemäß en Rutschkupplung.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 5-5 aus Fig. 4.

Die in Fig. 1 dargestellte Heckenschere 10 hat ein Gehäuse 12 mit einstückig mit diesem ausgebildeten Griffen 14 und 16. Im Gehäuse ist ein Motor 13 angeordnet, der über eine Leitung 17 mit einer ,

409811/0388

-f'

Spannungsquelle verbindbar ist. Ein Schalter 18 am Griff 14 steuert das Ein- und Ausschalten des Gerätes 10. Man erkennt, daß der Motor 13 auch mittels Batterien angetrieben werden kann, die am oder im Gehäuse 12 gehalten werden, wobei dann die Leitung 17 nicht erforderlich ist.

Der Motor 13 enthält eine Ausgangswelle mit einem auf dieser befindlichen Zahnrad 20, das antreibend mit den Umfangszähnen 30 eines großen Stirnrades 28 kämmt, das das Antriebselement der Rutschkupplung 24 gemäß der Erfindung bildet. Die Kupplung enthält ein angetriebenes Element 44 (Fig. 2 und 3) mit einem· Kurbelzapfen 58, der von einem länglichen Querschlitz (nicht gezeigt) in einem bewegbaren Schneidblatt 27 aufgenommen wird. Ein stationäres Schneidblatt 29 und eine Abdeckplatte 3 0 halten das bewegbare Schneidblatt 27 verschiebbar zwischen sich, und jedes Schneidblatt v/eist in üblicher Art sich seitlich erstreckende Zähne auf, so daß im Betrieb des Motors das Schneidblatt 27 hin- und herbewegt wird und in Zusammenarbeit mit dem Schneidblatt 19 Büsche, Hecken u. ä. schneidet.

Wie Fig. 2 und 3 zeigen, hat das Stirnrad 28, das das Eingangsoder Antriebselement der Kupplung 24 bildet, einen verhältnismäßig dünnen, flachen Körper aus entsprechendem Material, etwa Sintermetall, Stahl oder Kunststoff. Am Umfang sind Zähne 30 angeformt,

4098 1 1/0388

und es ist e.ine axiale Innenbohrung 36 vorgesehen. Ein Gleitlager ist in die Bohrung 36 eingepreßt und nimmt eine drehbare Welle 22 auf, die mit ihrem anderen Ende im Gehäuse 12 gehaltert ist. Das angetriebene Element 44 hat einen verhältnismäßig dünnen Ringflänsch 46, der in eine ringförmige Aussparung 48 des Zahnrades hineingreift und auf einer Ringnabe 40 gleitet. Eine Anzahl von federartigen Streifen 56 ist außerhalb des Flansches 46 in der Aussparung 48 angeordnet. Diese Streifen 56 sind normalerweise eben, werden jedoch beim Einsetzen in die Aussparung 48 etwas verbogen, so daß sie in einem Zwischenbereich am Flansch 46 und mit ihren Enden an der Ringfläche 50 des Zahnrades 28 anliegen. Die Aussparung 48 kann mit einem geeigneten Schmiermittel, beispielsweise Graphit, gefüllt sein.

Man erkennt, daß die unter Spannung stehenden Federstreifen 56 das Antriebselement'28 mit dem angetriebenen Element 44 der Kupplung koppeln, wobei die Kopplungskraft von der Spannung in den Streifen 56 abhängt. Vorzugsweise werden die Federstreifen 56 mindestens bis zum und insbesondere über die "Federungsgrenze" unter Spannung gesetzt. Unter "Federungsgrenze" wird die ablenkende Kraft verstanden, oberhalb der das Material nicht mehr in seine ursprüngliche Form zurückkehrt, wenn die Kraft nicht mehr wirkt. Wenn eine Belastung über die Federungsgrenze erfolgt, so bleibt die Kraft der Federstreifen 56 im wesentlichen konstant und kann durch

409811/038 8

. . fr

sorgfältige Wahl des Federmaterials und die Abmessungen, insbesondere die Materialstärke, genau vorhergesagt werden. Unter Berücksichtigung dieser Punkte brauchen die Toleranzen in den die Aussparung 48 bildenden Bereichen des Zahnrades Z8 und des Elementes 44 und sogar die Länge der Streifen 56 nicht besonders genau beachtet zu werden, da die Federkraft der Kupplung den vorherbestimmten Wert hat, solange, die Streifen 56 über die Federungsgrenze belastet sind.

Die von den Streifen 56 entwickelte Federkraft (F) ergibt sich aus der folgenden Formel:

F =

CL

wobei /-^ die Ablenkung der Streifen, F. der Elastizitätsmodul des Materials, I das Trägheitsmoment des Materials, C eine Konstante und L die Länge der Streifen ist. Das Trägheitsmoment ergibt sich wie folgt:

12

wobei B die Breite und H die Materialstärke der Streifen ist. Wie vorstehend bereits erwähnt, wird die Kraft F oberhalb der Federungsgrenze des Federmaterials eine Konstante. Somit läßt sich diese Kraft genau vorherbestimmen und durch sorgfältige Wahl des Federmaterials

409811/0388

mit geeignetem Elastizitätsmodul E und entsprechender Materialstärke H genau steuern.

Es hat sich gezeigt, daß bei einer Belastung der Federstreifen 56 gemäß>der vorstehend-beschriebenen Art eine sehr stabile Federkraft aufrechterhalten wird, selbst bei einer dauernden oder wiederholten Überlastung der Kupplung. Hierin besteht ein wesentlicher Unterschied gegenüber den verschiedenen Arten der bekannten Rutschkupplungen, die eine schwierige und genaue Einstellung beim Zusammenbau sowie eine dauernde Überwachung und Nachstellung während der Benutzung erfordern. Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion werden die Streifen 56 beim Einsetzen in die Aussparung Über ihre Federungsgrenze hinaus verbogen und erfordern selbst nach langem Gebrauch keine weitere Einstellung. Außerdem hält die in den Federstreifen 56 entwickelte Kraft sie in ihrer Lage in der Aussparung 48 und das Element 44 in seiner Lage auf dem Zahnrad

In den Fig. 4 und 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Rutschkupplung 124 dargestellt, die im wesentlichen in gleicher Art wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 3 arbeitet. In diesem Ausführungsbeispiel besteht das Antriebselement der Kupplung 124 aus einem von einem Motorzahnrad 20 oder einem entsprechenden Äqui-

409811/0388

valent angetriebenen Stirnrad 128 und weist einen Hohlraum 134 auf. Das angetriebene Element 144 ist in dem Hohlraum 134 angeordnet und sitzt mit einer Nabe 143 gleitend in einer Bohrung 133 des Zahnrades 128. Ferner weist das angetriebene Element einen Kurbelzapfen 158 auf. Das Zahnrad 128 und das Element können durch einen Sprengring 145 zusammengehalten werden. Das angetriebene Element 144 hat eine Mittelbohrung 138, in die ein Gleitlager 139 eingepreßt ist.

Wie Fig. 4 zeigt, ist der Hohlraum 134 im wesentlichen zylindrisch und hat eine Anzahl von stufenartigen Aussparungen 155, in diesem Fall vier, die sich radial nach außen erstrecken. In jede Aussparung ist eine flache blattfederartige Feder 156 eingesetzt und gegen den Umfang des Elementes 144 verbogen und unter Spannung gesetzt. Wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 3 werden die Federn 156 bis oder etwas über die Federungsgrenze hinaus verbogen und üben eine konstante, genau vorherbestimmbare Widerstandskraft auf das Element 144 aus. Somit ergibt sich ein einwandfreier und zuverlässiger Betrieb der Kupplung 124, ohne daß während oder nach der Benutzung eine Einstellung erforderlich wäre.

Obwohl die Federn 56, 156 als flache Streifen dargestellt wurden und in beiden Ausführungsbeispielen, vier im wesentlichen gleiche Federelemente verwendet sind, können unterschiedliche Anzahl und verschiedenste Formen von Federn verwendet werden sowie weitere Änderungen und Abwandlungen durchgeführt werden. ^_981170388

Claims

Ansprüche

\,J Rutschkupplung mit einem Antriebselement und einem angetriebenen Element, die über torsionskraftabhängige Kupplungselemente miteinander gekoppelt sind, insbesondere für motorgetriebene Heckenscheren o. ä., dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Antriebselement und das drehbare angetriebene Element mit ringförmigen Flächen ineinander greifen und zwischen sich einen freien Ringraum bilden und daß im Ringraum die Kupplungs elemente angeordnet sind.
2. Rutschkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebse lement an einer Seite konzentrisch bezüglich seiner Drehachse eine ringförmige Aussparung aufweist und daß das angetriebene Element drehbar in der ringförmigen Aussparung gelagert ist, so daß die innere Umfangsflache der ringförmigen Aussparung und die äußere Umfangsf lache des angetriebenen Elementes den freien Ringraum begrenzen.
3. Rutschkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungs elemente aus mindestens einer Blattfeder bestehen.
4. Rutschkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder im Ringraum aus .ihrer Längsebene um die Drehachse gebogen ist.

409811/038 8
5. Rutschkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder bis zur oder über die Federungsgrenze bzw. die Streckgrenze verformt ist.
6. Rutschkupplung nach einem, der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine Anzahl von im freien Ringraum am Umfang verteilten Blattfedern.
7. * Rutschkupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der inneren Umfangswand der ringförmigen Aussparung des Antriebselementes nutenförmige Ausschnitte zur Aufnahme der Enden jeweils einer Blattfeder vorgesehen sind.
8. Rutschkupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement eine koaxial zur ringförmigen Aussparung angeordnete und sich in diese erstreckende ringförmige Nabe aufweist und daß das angetriebene Element mit einer entsprechenden ringförmigen Aussparung auf der Nabe gelagert ist.

40981 1 /0388