DE2522446A1

DE2522446A1 - Sicherungsrutschkupplung zur begrenzung des maximalen drehmoments einer elektrischen bohrmaschine

Info

Publication number: DE2522446A1
Application number: DE19752522446
Authority: DE
Inventors: Hans Grieshaber; Wolfgang Heck
Original assignee: Kress Elektrik GmbH and Co
Current assignee: Kress Elektrik GmbH and Co
Priority date: 1975-05-21
Filing date: 1975-05-21
Publication date: 1976-12-09
Also published as: DE2522446C3; DE2522446B2

Description

Sicherungsrutschkupplung zur Begrenzung des maximalen Drehmoments einer elektrischen Bohrmaschine Die Erfindung betrifft eine Sicherungsrutschkupplung zur Begrenzung des maximalen Drehmoments einer elektrischen Bohrmaschine, insbesondere einer Schlagbohrmaschine.
Bei bekannten'Rutschkupplungen dieser Art sind in das Getriebe der Bohrmaschine zwei gegeneinander gepreßte Reibscheiben eingefügt, deren gegenseitiger Anpreßdruck in unabgenütztern Zustand der Reibscheiben so eingestellt ist, daß die Haftreibung zwischen den Reibscheiben bei Überschreiten des maximalen Drehmoments der Bohrmaschine überwunden wird, so daß sich die Scheiben gegeneinander drehen. Dabei tritt ein starker Verschleiß der Reibscheiben und zugleich eine starke Wärmeentwicklung ein. Durch diese beiden Faktoren entspricht das eingestellte maximale Drehmoment nach kurzer Benutzung nicht mehr dem gewünschten Wert.
Demgegenüber soll durch die Erfindung eine Sicherheitsrutsch kupplung geschaffen werden, bei welcher nur ein vernachlässigbar kleiner Verschleiß und eine ebenso geringe Wärmeentwicklung auftritt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch zwei federnd gegeneinander gepreßte, bei Überschrditen des maximalen Drehmoments gegeneinander verdrehbare verzahnte Rastenscheiben.
Durch das federnde Gegeneinanderpressen greifen die im allgemeinen verhältnismäßig flachen Verzahnungen der Ratenscheibt sdanf fest ineinander ein, bis das maximale Drehmoment der Maschine überschritten wird. In diesem Moment überspringen die Zähne der einen Rastenscheibe diejenigen der anderen und es entsteht gleichzeitig ein ratterndes Geräusch, welches der Be dienungsperson akustisch anzeigt, daß das maximale Drehmoment überschritten ist. Sobald das Drehmoment wieder auf einen niedrigeren Wert gebracht ist, kann die Bohrmaschine sofort weiterlaufen. An der Rutschkupplung tritt bei dieser kurzzeitigen Überschreitung des maximalen Drehmoments im wesentlichen kein Verschleiß und keine Wärmeentwicklung auf. Ist die Zahnform der beiden Rastenscheiben symmetrisch, so können die gleichen Rastenscheiben für Links-und Rechtslauf der Maschine eingesetzt werden.
Der Verschleiss ist dadurch besonders gering zu machen, dass die Rastenscheiben aus gehärtetem Einsatzstahl bestehen. Sie sind in dieser Fall besonders einfach herzustellen und können anschliessend gehärtet werden. Diese sehr verschleissfesten Rastenscheiben weisen sodann eine grössere Lebensdauer auf als die übrigen Getriebeteile der Bohrmaschnne, da die Rutsch kupplung mit Sicherheit eine geringere Gesamtbetriebszeit hat als die anderen Getriebeteile.
Das Gegeneinanderpressen der beiden Rastenscheiben wird in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung durch Tellerfedern bewirkt. Vorzugsweise werden für diesen Zweck Tellerfedern mit degressiver Federkennlinie verwendet, die im flach verlaufenden Abschnitt ihrer Federkennlinie beansprucht sind. Dadurch kann ein verhältnismäßig großer Federweg bei etwa konstant bleibender Federkraft zurückgelegt werden, so daß bei der Fertigung auftretende Toleranzen der dle Rutschkupplung bildenden bzw. tragenden Teile aufgefangen werden können.
Damit die Abmessungen der TelLefledern ausreichend groß gemacht werden können, wird die Sicherheitsrutschkupplung in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung im Zahnradblock der Bohrmaschine auf der Bohrspindel angeordnet.
Dieser Block hat bei einer Bohrmaschine die größten radialen Abmessungen, so daß auch die Rutschkupplung und insbesondere die Tellerfedern mit ausreichend großem Durchmesser ausgefü-hrt werden können. Dadurch wird insbesondere die Lebensdauer der Tellerfedern erhöht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsrutschkupplung ist wenigstens ein Zahnrad des Zahnradblocks axial verschiebbar und drehbar auf einer Mitnehmerhülse geführt, welche an ihrer Innenseite ein axiales Vielkeilprofil aufweist, das in ein äußeres axiales Vielkeilprofil der Bohrspindel eingreift, wobei das Zahnrad an einer Stirnfläche die eine Rastenscheibe trägt und an der Nitnehmerhülse die andere Rastenscheibe befestigt ist. Vorzugsweise sind dabei die Tellerfedern zwischen dem Zahnrad und einem Bund der Mitnehmerhülse eingespannt.
Wenn es sich um eine zwischen zwei Gängen umschaltbare Bohrmaschine handelt, kann das erwähnte Zahnrad auch ein in sich starres Doppelzahnrad sein, das in jeder Schaltstellung jeweils mit einem Zahnkranz in das entsprechende Zahnrad der Vorgelegewelle eingreift. Für diesen Fall ist die zuletzt genannte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besonders geeignet, da die Mitnehmerhülse infolge ihrer Verkeilung mit der Bohrspindel auf dieser axial verschiebbar ist und somit jederzeit eine axiale Umschaltung des Doppelzahnrads bei voller Aufrechterhaltung des Anpreßdrucks der Sicherheitsrutschkupplung gestattet.
Anhand der Figuren wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Axialschnitt durch den Getriebeteil einer erfindungsgemäß ausgestatteten Schlagbohrmaschine; Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1; und Fig. 3 einen Axialschnitt durch den die in Fig. 2 gezeigte Rastenscheibe der Rutschkupplung tragenden Teil.
Im Gehäuse 10 der dargestellten Bohrmaschine ist ein Elektromotor 12 mit Antriebsritzel 14 angeordnet. Das Antriebsritzel 14 treibt über ein Zahnrad 16 eine Vorgelegewelle 18 an, auf der zwei Zahnräder 20 und 22 befestigt sind. Mittels eines Umschaltschiebers 24, dessen Form und Wirkungsweise hier nicht näher erläutert werden müssen, da sie keinen unmittelbaren Bezug zu der vorliegenden Erfindung haben, kann wahlweise ein konzentrisch zur Bohrspindel 26 angeordnetes Zahnrad 28 mit dem Zahnrad 22 oder ein auf einem axialen Ansatz 32 des Zahnrads 28 aufgepreßtes Zahnrad 30 mit d-m Zahnrad 20 in Eingriff gebracht werden. Dies entspricht den beiden möglichen Schaltstellungen der Bohrmaschine. Die Vorgelegewelle 18 mit den Zahnrädern 16> 2C und 22 sowie die Bohrspindel 26 mit den Zahnrädern 28 und 30 stellen den sogenannten Zahnradblock der Bohrmaschine dar In diesem Zahnradblock ist die erfindungsgemäße Sicherheitsrutschkupplung angeordnet.
Die Bohrspindel 26 weist ein axiales \1ielkeilprofil 34 auf, in welchesein entsprechendes axiales Vielkeilprofil an der Innenseite einer die Bohrspindel umfassenden Mitnehmerhülse 36 eingreift. Die Mitnehmerhülse 36 ist dadurch in Drehrichtu fest, jedoch axial verschiebbar auf der Bohrspindel gelagert.
Auf der Mitnehmerhülse 36 ist das Zahnrad 28 mit seinem axialen Ansatz 32 und dem aufgepreßten Zahnrad 30 in axialer Richtung verschiebbar und drehbar gelagert. An der motorseitigen Stirnfläche des Zahnrads 28 bzw. von dessen Ansatz 32 ist eine verzahnte Rastenscheibe 38 aus gehärtetem Einsatzstahl vorgesehen, deren Zähne formschlüssig an den Zähnen einer an der entgegengesetzten Stirnfläche eines Rings 40 vorgesehenen verzahnten Rastenscheibe 42 eingreifen. Der Ring 40 ist auf die Mitnehmerhülse 36 aufgepreßt und zusätzlich durch einen Sicherungsring 44 gegen axiale Verschiebung gesichert, da in axialer Richtung bei Bohrmaschinen, insbesondere bei Schlagbohrmaschinen, größere Kräfte auftreten als in Drehrichtung.
Zwischen einem Bund 46 der Mitnehmerhülse 36 und der bohrwerkzeugseitigen Stirnfläche bzw. einer Einsenkung in diese Stirnfläche des Zahnrads 28 sind Tellerfedern 48 eingespannt.
Durch die Vorspannkraft der Tellerfedern 48 werden die beiden Rastenscheiben 38 und 42 gegeneinander gedrückt.
Übersteigt das an der Bohrspindel 34 auftretende Drehmoment das durch die Vorspannung der Tellerfedern 48 und den Reibunaswert der verzahnten Rastenscheiben 38, 42 eingestellte maximale Drehmoment, so überspringen die Zähne der am Zahnrad 28 sitzenden Rastenscheibe 38 die Zähne der am Ring 40 sitzenden Rastenscheibe 42, wodurch die formschlüssige Verbindung von den Zahnrädern 28 und 32 über den Ring 40 mit der Bohrspindel 26 aufgehoben wird. Die Bohrspindel 26 bleibt stehen, während Motor und Getriebe weiterlaufen, bis die Bohrspindel von der Bedienungsperson entlastet wird.
Durch das Überrasten oder Überspringen der beiden Verzahnungen entsteht ein ratterndes Geräusch, wodurch die Bedienungsperson akustisch darauf aufmerksam gemacht wird, daß eine Überlastung oder ein Verklemmen des Bohrwerkzeugs bzw. von der Bohrmaschine angetriebenen Zusatzgerätes vorliegt Da an der erfindungsgemäßen Rutschkupplung keine überhöhten Temperaturen auftreten, bleibt auch der normalerweise auf den Verzahnungen befindliche Fettfilm erhalten. Der Verschleiß der Rastenscheiben ist minimal, so daß eine gleichbleibende Funktionsfähigkeit der Rutschkupplung gewährleistet ist.
Infolge der Ausnutzung des flachen Abschnitts der Federkennlinie der Tellerfedern 48 ist die Vorspannkraft auch beim Überrasten oder Überspringen der Verzahnungen gleichbleibend groß und somit ist auch das eingestellte maximale Drehmoment der Rutschkupplung gleichbleibend. Da zur Mitnahme der Rutschkupplung das ohnehin vorhandene Vielkeilprofil der Bohrspindel ausgenützt wird, entfallen zusätzliche Einrichtungen, die sonst zur Mitnahme erforderlich wären.
Die Verzahnungen der Rastenscheiben sind bei der dargestellten Ausführungsform so geformt, daß sie sowohl bei Links- wie Rechtslauf der Bohrmaschine eingesetzt werden können. Für diese beiden Fälle müssen keine unterschiedlichen Rastenscheiben und übrigen Teile der Rutschkupplung eingesetzt werden.

Claims

Patentansprüche

@ Sicherheitsrutschkupplung zur Begrenzung des maximalen Drehmoments einer elektrischen Bohrmachie, insbesondere Schlagbohrmaschine, g e k e n n z e i c h n e t durch zwei federnd gegeneinander gepreßte, bei Überschreiten des maximalen Drehmoments gegeneinander verdrehbare verzahnte Rastenscheiben (38, 42).
2. Sicherheitsrutschkupplung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Rastenscheiben (38, 42) aus gehärtetem Einsatzstahl bestehen.
3. Sicherheitsrutschkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Rastenscheiben (38, 42) durch Tellerfedern (48) gegeneinandergedrückt sind.
4. Sicherheitsrutschkupplung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Tellerfedern (48) eine degressive Federkennlinie besitzen und im flach verlaufenden Abschnitt der Federkennlinie beansprucht sind.
5. Sicherheitsrutschkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß sie im Zahnradblock (16, 18, 20, 22, 26, 28, 30) der Bohrmaschine auf der Bohrspindel (26) angeordnet ist.
6. Sicherheitsrutschkupplung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens ein Zahnrad (28) des Zahnradblocks axial verschiebbar und drehbar auf einer Mitnehmerhülse (36) geführt ist, welche an ihrer Innenseite ein axiales Vielkeilprofil aufweist, das in ein äucres axiales Vielkeilprofil (34) der Bohrspindel (26) eingreift, daß das Zahnrad (28) an einer Stirnfläche die eine Rastenscheibe (38) trägt und daß an der Mitnehmerhülse (36) die andere .Rastenscheibe (42) befestigt ist.
7. Sicherheitsrutschkupplung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Tellerfedern (48) zwischen dem Zahnrad (28) und einem Bund (46) der Mitnehmerhülse (36) eingespannt sind.
8. 8. Sicherheisrutschkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zahnform der beiden Rastenscheiben (38, 42) symmetrisch ausgebildet ist.