DE29918525U1

DE29918525U1 - Verriegelungseinrichtung für die Welle eines Elektrowerkzeugs

Info

Publication number: DE29918525U1
Application number: DE29918525U
Authority: DE
Original assignee: Trinity Metallize Co Ltd
Current assignee: Trinity Metallize Co Ltd
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 1999-12-23
Anticipated expiration: 2009-10-21
Also published as: US6176801B1

Description

Verriegelungseinrichtung für die Welle eines Elektrowerkzeuas

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verriegelungseinrichtung für die Welle eines Elektrowerkzeuges.

Die elektrischen Rotationswerkzeuge nach dem Stand der Technik setzen üblicherweise Elektrizität als Energiequelle ein und besitzen einen unterschiedlichen Aufbau einschließlich eines Netzanschlußtyps, eines Typs mit wiederaufladbarem Akku sowie einem Netz/Akkutyp. Diese elektrischen Werkzeuge können als elektrischer Bohrer eingesetzt werden, wenn in das Backenfutter des Elektrowerkzeuges ein Bohrer eingeklemmt ist, oder als elektrischer Schraubenzieher, wenn in das Backenfutter eine Schraubenzieherklinge eingespannt ist. Der Netzanschlußtyp eines Elektrowerkzeuges vermag mehr Antriebskraft zur Verfügung zu stellen, wenn eine Steckdose verfügbar ist. Der Akkutyp eines Elektrowerkzeuges bietet jedoch eine bevorzugte Auswahl, wenn die elektrische Steckdose nicht verfügbar ist oder die Steckdose zu weit entfernt ist, um diese mit einer Verlängerungsschnur zu verbinden. Der Akkutyp eines Elektrowerkzeuges kann manchmal nicht eingesetzt werden, wenn die gespeicherte Elektrizität nicht ausreicht, um den Bohrer oder Schraubenzieher anzutreiben und ein umgehendes Wiederaufladen nicht möglich ist. Der Anschlußtyp eines Elektrowerkzeuges kann außerdem nicht zum

Einsatz kommen, wenn das Netz abgeschaltet ist. Dementsprechend muß unter solchen Bedingungen das Elektrowerkzeug von Hand betrieben werden. Das aktive Zahnrad eines herkömmlichen Elektrowerkzeuges steht jedoch allgemein mit einem Getriebe in Verbindung, welches an das passive Zahnrad angeschlossen und mit der Zentralwelle verbunden ist. Das passive Zahnrad wird ein aktives Zahnrad, wenn das Elektrowerkzeug mit der Hand in Rotation versetzt wird, um als Handbohrer oder als Handschraubenzieher zu dienen. Das Getriebe ist darüber hinaus mit dem aktiven Zahnrad des Antriebsmotors verbunden. Hieraus ergibt sich, daß der Schraubenzieher oder Bohrer in eine Leerlaufstellung versetzt &iacgr;&ogr; werden, d.h. das Elektrowerkzeug kann von Hand nicht betrieben werden. Darüber hinaus ist, obwohl verschiedene verbesserte Werkzeuge die ein Gegendrehen der Abtriebswelle verhindern, entwickelt worden sind (z. B. Taiwanesisches Patent 87218052), der Aufbau kompliziert und die Herstellung ist schwierig.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Es liegt dementsprechend der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der aufgezeigten Nachteile eine Verriegelungseinrichtung für die Wähler eines Elektrowerkzeuges zur Verfügung zu stellen, welches ermöglicht, daß das Elektrowerkzeug von Hand betätigt werden kann, wenn keinerlei Elektrizität zur Verfügung steht. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen wird.

Die Verriegelungseinrichtung gemäß der Erfindung setzt eine spezielle Zahnradeinrichtung ein, die koordiniert ist mit der Abtriebswelle, so daß die Abtriebswelle in vorwärtiger und rückwärtiger Richtung durch eine Energiequelle in Drehung versetzbar ist, die nur in eine Richtung läuft. Die Abtriebswelle kann verriegelt werden, daß sie nicht rotiert, wenn die Energiequelle zum Wegfall kommt.

Es wird des weiteren eine Verriegelungseinrichtung für die Welle eines Elektrowerkzeuges zur Verfügung gestellt, bei welcher eine Zahnradeinrichtung die Abtriebswelle abbremst, wenn die Abtriebswelle in eine Richtung rotiert.

Gemäß der Erfindung umfaßt die Verriegelungseinrichtung für die Welle eines Elektrowerkzeugs eine Mittelausnehmung sowie einen hinterschnittenen Teil, die miteinander in Verbindung stehen. Die Zentrale Ausnehmung wird von einer Abtriebswelle durchgriffen derart, daß die Keilwelle an einem Ende der Abtriebswelle sich in den hinterschnittenen Teil hineinerstreckt. Die Verriegelungs- und Abbremseinrichung umfaßt einen Satz exzentrischer Räder, welcher aus einem ersten exzentrischen Rad und einem zweiten exzentrischen Rad zusammengesetzt ist, die an ein erstes Zahnrad bzw. ein zweites Zahnrad angeschlossen sind, um sich in entgegengesetzter Richtung zu drehen. Das erste Zahnrad und das zweite

&iacgr;&ogr; Zahnrad besitzen eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen, die auf einem Kreisbogen angeordnet sind. Vorspringende Stifte auf einer Rotationsplatte durchgreifen die Durchgangsöffnungen des ersten Zahnrades sowie des zweiten Zahnrades, wobei jeder der Stifte einen Außendurchmesser besitzt, der geringer ist, als die Innendurchmesser der Durchgangsöffnungen der beiden Zahnräder. Das erste Zahnrad, das zweite Zahnrad und der Satz der exzentrischen Räder befinden sich innerhalb des hinterschnittenen bzw. erweiterten Teiles des Gehäuses. Eine Keilausnehmung ist in der Mitte der Rotationsplatte vorgesehen und steht mit der Keilwelle der Abtriebswelle in Eingriff. Die Abtriebswelle kann angetrieben werden, um sich vorwärts oder rückwärts zu drehen mit einer Abbremsfunktion, wenn der Satz exzentrischer Räder von einer Energiequelle in Rotation versetzt wird, während die Abtriebswelle aufhört sich zu drehen, wenn die Energiequelle wegfällt und die Abtriebswelle rückwärts dreht.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verriegelungseinrichtung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine dreidimensionale Explosionsdarstellung der Hauptkomponenten

gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch die Hauptkomponenten gemäß Fig. 1 in

montiertem Zustand und

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Fig. 3

einen Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A der Fig. 2.

Wie die Fig. 1 zeigt, umfaßt die Verriegelungseinrichtung für die Welle eines Elektrowerkzeuges gemäß der Erfindung ein Gehäuse 1, einen Ring 2, eine Rotationsplatte 3, ein erstes Zahnrad 4, ein zweites Zahnrad 5, einen Satz exzentrischer Räder 6, eine Abtriebswelle 7, einen Wellenhülse 8 sowie einen Deckel 15. Das Gehäuse 1 besitzt eine Mittelausnehmung 13 sowie einen hinterschnittenen oder erweiterten Teil 11 die konzentrisch zueinander angeordnet sind. Der Innenradius des erweiterten Teils 11 ist größer als der Innenradius der Mittelausnehmung 13. Eine Mehrzahl von Ausnehmungen 12 ist um den Rad des Innenbodens des erweiterten Teils 11 vorgesehen. Jede Ausnehmung 12 trägt im inneren eine Kugel 14, die sich frei innerhalb der Ausnehmung 12 zu drehen vermag. Die Wellenhülse 8 greift in die Mittelausnehmung 13 ein. Die Abtriebswelle 7 durchgreift die axiale Ausnehmung 81 der Wellenhülse 8, so daß die Abtriebswelle 7 sich koordiniert mit der Wellenhülse 8 frei zu drehen vermag. Ein Ende der Abtriebswelle 7 bildet eine Keilwelle 71, die in den erweiterten Teil 11 einzugreifen vermag.

Der vorerwähnte Ring 2 ist ein Ringkörper mit einem Außenradius der zu dem erweiterten Teil 11 des Gehäuses 1 koordiniert ist derart, daß der Ring 2 sich frei innerhalb des erweiterten Teils 11 zu drehen vermag. Der Ring 2 besitzt ein Ringzahnrad 21. Auf einer Seite des Ringes 2 ist eine Mehrzahl von Vorsprüngen 22 um den äußeren Ring vorgesehen. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist jeder Vorsprung 22 mit zwei Schrägflächen auf den beiden Seiten versehen, so daß der Ring 2 zu rütteln und vibrieren vermag aufgrund des Effektes, daß die Vorsprünge 22 mit den Kugeln 14 in Kontakt treten und über sie hinweggleiten, wenn sich der Ring 2 innerhalb des erweiterten Teils 11 dreht.

Die vorerwähnte Rotationsplatte 3 ist eine kreisförmige Platte deren äußerer Radius kleiner ist als der innere Radius des Ringzahnrades 21 des Ringes 2. Eine Seite der Rotationsplatte 3 trägt eine Mehrzahl vorspringender Stifte 31, sowie eine Keilöffnung 32, die zu der Keilwelle 71 der Abtriebswelle 7 koordiniert ist. Der vorerwähnte Satz exzentrischer Räder 6 umfaßt ein erstes exzentrisches Rad 61, sowie ein zweites exzentrisches Rad 62, die aneinander fixiert sind. Das erste exzentrische Rad 61 und das zweite exzentrische Rad 62 weichen mit ihren Achsen

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jeweils voneinander und derjenigen der Zentralwelle ab. Darüber hinaus ist der Durchmesser des ersten exzentrischen Rades 61 größer als der Durchmesser des zweiten exzentrischen Rades 62. Der Satz exzentrischer Räder 6 ist an eine (nicht dargestellte) Energiequelle angeschlossen und koordiniert mit einem Lager 63, welches an einem Deckel 15 fixiert ist derart, daß der Satz exzentrischer Räder 6 sich frei drehen kann in Bezug auf den Deckel 15. Das vorerwähnte erste Zahnrad 4 besitzt einen äußeren Durchmesser der kleiner ist als der Innendurchmesser des Ringzahnrades 21 des Ringes 2. Die Zahl der Zähne des ersten Zahnrades 4 ist geringer als diejenige der Zähne des Ringzahnrades 21. Das erste Zahnrad 4

&iacgr;&ogr; besitzt eine erste Mittelausnehmung 41 im mittigen Bereich, die koordiniert ist zu dem ersten exzentrischen Rad 61 derart, daß das erste exzentrische Rad 61 sich in Bezug auf das erste Zahnrad 4 zu drehen vermag. Das erste Zahnrad 4 besitzt ebenfalls eine Mehrzahl erster Durchgangsöffnungen 42, die um die erste Mittelausnehmung 41 herum angeordnet sind. Die Zahl der ersten Durchgangsöffnungen 42 ist gleich der Zahl der vorspringenden Stifte 31 der Rotationsplatte 3. Der Innendurchmesser der ersten Durchgangsöffnung 42 ist größer als der Außendurchmesser der vorspringenden Stifte 31. Das vorerwähnte Zweitzahnrad 5 besitzt einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Ringzahnrades 21 des Ringes 2. Die Zahl der Zähne des zweiten Zahnrades 5 ist geringer als die Zahl der Zähne des Ringzahnrades 21. Das zweite Zahnrad 5 besitzt eine Mittelausnehmung 51 im mittigen Bereich, welcher dem zweiten exzentrischen Rad 62 derart zugeordnet ist, daß das zweite exzentrische Rad 62 sich im Bezug auf das zweite Zahnrad 5 zu drehen vermag. Das zweite Zahnrad 5 besitzt ebenfalls eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 52, die um die Mittelausnehmung 51 herum angeordnet sind. Die Anzahl der Durchgangsöffnungen 52 ist die gleiche wie die Anzahl der vorspringenden Stifte 31 der Rotationsplatte 3. Der Innendurchmesser der Durchgangsöffnungen 52 ist größer als der Außendurchmesser der vorspringenden Stifte 31.

Wenn unter Bezugnahme auf Fig. 2 die vorgenannten Komponenten gemäß der Erfindung montiert sind, greift die Abtriebswelle 7 durch die Mittelöffnung 81 der Wellenhülse 8 innerhalb der Mittelausnehmung 13 des Gehäuses 1 hindurch, derart, daß die Keilwelle 71 der Abtriebswelle 7 sich in den erweiterten Teil 11 hineinzuerstrecken vermag. Zusätzlich ist das Lager 63 in die Mittelöffnung des Deckels

15 eingesetzt und der Satz exzentrischer Zahnräder 6 steht in Koordination mit dem Lager 63 und vermag sich frei zu drehen. Die Mittelausnehmung 41 des ersten Zahnrades 4 und die Mittelausnehmung 51 des zweiten Zahnrades 5 sind koordiniert mit dem ersten exzentrischen Rad 61 bzw. dem zweiten exzentrischen Rad 62 zur freien Rotation. Jeder vorspringende Stift 31 der Rotationsplatte 3 greift durch jeweils eine Durchgangsöffnung 42 des ersten Zahnrades 4 und die Durchgangsöffnung 52 des zweiten Zahnrades 5 in Folge, und dann werden die Rotationsplatte 3, das erste Zahnrad 4, das zweite Zahnrad 5 und der Satz exzentrischer Räder 6 in dem Ringzahnrad 21 des Ringes 2 plaziert, welcher sicher innerhalb des erweiterten Teiles 11 befindet. Dementsprechend greift die Keilwelle 71 durch die Keilöffnung 32 der Rotationsplatte 3, und die Zahnbereiche des ersten Zahnrades 4 und des zweiten Zahnrades 5 kommen gleichzeitig zum Eingriff mit dem Ringzahnrad 21 des Ringes 2 (entsprechend der Darstellung in Fig. 3).

Der vorerwähnte Satz exzentrischer Räder 6 ist an eine Energiequelle (z. B. einen Motor und eine Abbremseinrichtung) angeschlossen. Wenn die Energiequelle den Satz exzentrischer Räder 6 zur Rotation antreibt (vorwärts oder rückwärts) treiben das erste exzentrische Rad 61 und das zweite exzentrische Rad 62 gleichzeitig das erste Zahnrad 4 bzw. das zweite Zahnrad 5 an, um innerhalb des Ringzahnrades 21 zu rotieren. Das erste Zahnrad 4 und das zweite Zahnrad 5 werden durch den Abbremseffekt aufgrund des Zahnzahlunterschiedes zwischen dem Ringzahnrad 21 und dem ersten Zahnrad 4 und der Zahnzahldifferenz zwischen dem Ringzahnrad 21 und dem zweiten Zahnrad 5 abgebremst derart, daß die Rotationsplatte 3 mit Verzögerung gedreht wird, worauf dann die Rotationsplatte 3 die Abtriebswelle 7 zur Rotation antreibt. Die Rotationsplatte 3 bleibt fest ohne Drehung, wenn die Energiequelle ausfällt, und treibt die Abtriebswelle 7 in rückwärtiger Richtung, da die Rotationsplatte 3 ebenfalls begrenzt wird durch das erste Zahnrad 4 und das zweite Zahnrad 5, die in Eingriff stehen mit dem Ringzahnrad 21 des Ringes 2. Dementsprechend ist die Abtriebswelle 7 fixiert ohne Rotation, um somit die Funktion eines unidirektionalen Kraftabtriebes zu erreichen, wenn die Energiequelle ausfällt. Darüber hinaus besitzt die Einrichtung gemäß der Erfindung einen einfacheren Aufbau und läßt sich in praktischer und verbesserter Weise einsetzen.

Zusammenfassend wird eine Verriegelungseinrichtung für die Welle eines Elektrowerkzeuges beschrieben. Die Verriegelungs- und Abbremseinrichtung besitzt ein Gehäuse mit einer Mittelausnehmung und einem erweiterten Teil, die miteinander in Verbindung stehen. Die Mittelausnehmung wird von einer Abtriebswelle derart durchgriffen, daß der Keilwellenabschnitt an einem Ende der Abtriebswelle sich in den erweiterten Teil hineinerstreckt. Die Verriegelungs- und Abbremseinrichtung umfaßt außerdem einen Satz exzentrischer Räder, welcher sich aus einem ersten exzentrischen Rad und einem zweiten exzentrischen Rad zusammensetzt, die in Verbindung stehen mit einem ersten Zahnrad bzw. einem zweiten

&iacgr;&ogr; Zahnrad, um sich in entgegengesetzter Richtung zu drehen. Das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad tragen jeweils eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen, die auf einem Preisbogen um eine jeweilige Mittelöffnung herum angeordnet sind. Eine Rotationsplatte trägt vorspringende Stifte, die durch die Durchgangsöffnungen der beiden Zahnräder hindurchgreifen, wobei jeder vorspringende Stift einen Außendurchmesser besitzt, welcher kleiner ist als die Durchgangsöffnungen der beiden Zahnräder. Das erste Zahnrad, das zweite Zahnrad und die exzentrischen Räder werden innerhalb des erweiterten Teiles des Gehäuses angeordnet. Eine Keilöffnung ist in der Mitte der Rotationsplatte vorgesehen und greift zusammen mit dem Keilwellenabschnitt der Abtriebswelle. Die Abtriebswelle kann zur Rotation vorwärts oder rückwärts angetrieben werden mit der Funktion eines Abbremsens, wenn der Satz exzentrischer Räder von einer Energiequelle angetrieben wird. Die Abtriebswelle kann an einer Rotation gehindert werden, wenn die Energiequelle ausfällt und treibt die Abtriebswelle rückwärts.

Es soll an dieser Stelle ausdrücklich noch einmal angegeben werden, daß es sich bei der vorangehenden Beschreibung lediglich um eine solche beispielhaften Charakters handelt und daß verschiedene Abänderungen und Modifikationen möglich sind, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Verriegelungseinrichtung für die Welle eines Elektrowerkzeuges, gekennzeichnet durch:
ein Gehäuse (1) mit einer Mittelausnehmung (13) sowie einem erweiterten Bereich (11) die konzentrisch zueinander angeordnet sind,
einen Ring (2), der sich in dem erweiterten Bereich (11) des Gehäuses (1) befindet und sich frei innerhalb des erweiterten Teiles (11) zu drehen vermag mit einem inneren Ringzahnrad (21),
eine Rotationsplatte (3), die in der Mitte eine Keilnutöffnung (32) besitzt und deren äußerer Radius kleiner ist als der innere Radius des Ringzahnrades (21) des Ringes (2), wobei auf einer Seite der Rotationsplatte (3) eine Mehrzahl vorspringender Stifte (31) auf einem Kreisbogen angeordnet ist,
einen Satz exzentrischer Räder (6) angeschlossen an eine Energiequelle mit einem ersten exzentrischen Rad (61) und einem zweiten exzentrischen Rad (62), die aneinander fixiert sind,
ein erstes Zahnrad (4) dessen äußerer Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Ringzahnrades (21) des Ringes (2) und mit einer Mehrzahl von Zähnen deren Zahl geringer ist als diejenige der Zähne des Ringzahnrades (21), wobei das erste Zahnrad (4) eine Mittelausnehmung (41) besitzt, die dem ersten exzentrischen Rad (61) derart zugeordnet ist, daß das erste exzentrische Rad (61) sich in bezug auf das erste Zahnrad (4) zu drehen vermag, wobei das erste Zahnrad (4) außerdem eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen (42) aufweist, welche um die Mittelausnehmung (41) herum angeordnet sind, während die Zahl der Durchgangsöffnungen (42) derjenigen der vorspringenden Stifte (31) der Rotationsplatte (3) entspricht, und der Innendurchmesser der Durchgangsöffnungen (42) größer ist als der Außendurchmesser der vorspringenden Stifte (31),
ein zweites Zahnrad (5) mit einem Außendurchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Ringzahnrades (21) des Ringes (2), und einer Anzahl von Zähnen, die geringer ist als diejenige des Ringzahnrades (21), wobei das zweite Zahnrad (5) eine Mittelausnehmung (51) besitzt, die zu dem zweiten exzentrischen Rad (62) derart koordiniert ist, daß das zweite exzentrische Rad (62) sich in bezug auf das zweite Zahnrad (5) zu drehen vermag, und das zweite Zahnrad (5) eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen (52) aufweist, welche um die Mittelausnehmung (51) herum angeordnet sind, während die Anzahl der Durchgangsöffnungen (52) die gleiche ist wie diejenige der vorspringenden Stifte (31) der Rotationsblätter (3) und der Innendurchmesser der Durchgangsöffnungen (52) größer ist als der Durchmesser der vorspringenden Stifte (31),
einen Deckel (15), welcher den Satz exzentrischer Räder (6) aufnimmt, welcher sich frei in bezug auf den Deckel (15) zu drehen vermag sowie
eine Abtriebswelle (7), die die Mittelausnehmung (13) des Gehäuses (1) durchgreift und endseitig einen Keilwellenabschnitt (71) trägt, welcher sich in den erweiterten Bereich (13) des Gehäuses (1) hinein erstreckt,
wobei die Mittelöffnung (41) des ersten Zahnrades (4) und die Mittelöffnung (52) des zweiten Zahnrades (5) mit dem ersten exzentrischen Rad (61) bzw. dem zweiten exzentrischen Rad (62) koordiniert sind, jeder der vorspringenden Stifte (31) der Rotationsplatte (3) die Durchgangsöffnung (52) des zweiten Zahnrades (5) und die Durchgangsöffnung (42) des ersten Zahnrades (4) derart durchgreift, daß das erste Zahnrad (4) und das zweite Zahnrad (5) nicht konzentrisch zueinander angeordnet sind, während das erste Zahnrad (4), das zweite Zahnrad (5) und der Satz exzentrischer Räder (6) sich innerhalb des Ringzahnrades (21) des Ringes (2) befinden derart, daß das erste Zahnrad (4) und das zweite Zahnrad (5) mit dem Ringzahnrad (21) in Eingriff stehen und die Keilwelle (71) der Abtriebswelle (7) in die Keilnutöffnung (32) der Rotationsplatte (3) eingreift, wobei die Abtriebswelle (7) vorwärts und rückwärts mit einer Bremsfunktion antreibbar ist, wenn der Satz exzentrischer Räder (6) durch die Energiequelle angetrieben ist, und die Abtriebswelle (7) arretierbar ist, wenn die Energiequelle wegfällt und die Abtriebswelle (7) rückwärts dreht.

2. Verriegelungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seite des Ringes (2) eine Mehrzahl von Vorsprüngen (22) um einen äußeren Rand herum trägt und der erweiterte Teil (11) des Gehäuses (1) eine Mehrzahl von Kugelöffnungen (12) mit hierin befindlichen Kugeln (14) trägt derart, daß der Ring (2) in Vibration versetzbar ist durch den Kontakt der Vorsprünge (22) mit den Kugeln (14) im Lauf der Drehung des Ringes (2) innerhalb des erweiterten Teiles (11) des Gehäuses (1).

3. Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Zahnrad (4) und das zweite Zahnrad (5) koordiniert sind mit dem Satz exzentrischer Zahnräder (6) und sich vorwärts in entgegengesetzter Richtung bewegen.