DE3742163A1 - Kupplung fuer handgefuehrte elektrowerkzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Durch die DE-PS 30 07 110 ist eine derartige Kupplung für Heckenscheren mit motorisch angetriebener Schneidvorrichtung und zwei Handgriffen bekannt. Dabei ist die als Schraubenfeder ausgebildete Schlingfeder direkt oder indirekt zwischen einer parallel zur Ankerwelle des Antriebsmotors verlaufenden Achse und zwei auf dieser Achse gelagerten Hülsen angeordnet, von denen die eine mit dem Antriebsmotor und die andere mit der Schneidvorrichtung in Verbindung steht. Das eine Ende der Schlingfeder ist mit der mit der Schneidvorrichtung vereinigten Hülse verbunden und das andere Ende der Schlingfeder ist durch einen Anschlag an der Drehbewegung hinderbar, der durch Betäti­ gungsglieder beeinflußbar ist.

Eine solche Kupplung ist einerseits kostenaufwendig und erfüllt andererseits ausschließlich eine Kupplungsfunktion ohne Brems­ wirkung. Ein rascher Stillstand des Schneidwerkzeugs ist daher nicht gezielt erreichbar. Wenn es auf einen solchen ankommt, sind verhältnismäßig hohe Reibungskoeffizienten der bewegungs­ mäßig ineinandergreifenden Teile des Elektrowerkzeugs, vor allem auch der Schneidvorrichtung, unerläßlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem Geringst­ maß an Aufwand eine Kupplung für Elektrowerkzeuge aller Art mit einer den schnellstmöglichen Stillstand des sich bewegenden Werkzeugs nach dem Abschalten des Antriebsmotors gewährleistenden Einrichtung auszugestalten.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im nachstehenden an­ hand der Zeichnung erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Schnittdarstellung der Sicherheits-Bremskupplung,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen mit einer Kupplung nach Fig. 1 ausgerüsteten Winkelschleifer.

In Fig. 1 ist mit 1 die in einem Kugellager 2 drehbar gelagerte Antriebswelle, mit 3 die Abtriebswelle und mit 4 eine Schlingfeder bezeichnet. Die Stirnflächen 5 und 6 der achsgleich zueinander liegenden und miteinander fluchtenden An- und Abtriebswelle 1 und 3 liegen sich in einem solchen Abstand gegenüber, daß sie sich problemlos relativ zueinander drehen können.

Auf die An- und Abtriebswelle ist die Schlingfeder 4 aufge­ schoben, die als Schraubenfeder ausgebildet ist und sich axial jeweils etwa zur Hälfte über die Zylindermantelflächen der bundförmigen Erweiterungen 1′ und 3′ der An- und Abtriebs­ welle erstreckt. Der axiale Abschnitt der Schlingfeder 4 je bundförmige Erweiterung 1′ und 3′ der An- und Abtriebswelle kann verschieden lang gewählt werden. Maßgeblich für die jeweilige Länge der Umschlingung ist deren optimale Funktion.

Das antriebsseitig liegende Ende 7 der Schlingfeder 4 ist in einer axial verlaufenden Ausnehmung 8 eines Schaltrings 9 positioniert, der frei drehbar auf der Antriebswelle angeordnet ist. Das abtriebsseitige Ende 7′ der Schlingfeder ist in einer axialen Ausnehmung 10 eines Bundes 3′′ der in einem Kugellager 11 dreh­ bar gelagerten Abtriebswelle 3 festgelegt.

Dem auf der Zylindermantelfläche der Erweiterung 3′ der Abtriebs­ welle 3 befindlichen Teil der Schlingfeder 4 ist eine hohlzylin­ drische Bremshülse 12 zugeordnet, die auf den Bund 3′′ der Ab­ triebswelle 3 aufgepreßt und erforderlichenfalls mittels eines Stifts oder dgl. Halteelement gegen Relativverschiebung gesichert ist. Abtriebswelle 3 und Bremshülse 12 sind aus Fertigungsgründen zweiteilig ausgebildet. Die Bremshülse 12 greift unter Be­ lassung eines Luftspalts in eine kreisförmige Ausnehmung 13′ eines Bremsrings 13 von dessen abtriebseitiger Stirnseite her ein und ragt axial ein Stück aus dieser Ausnehmung heraus. Der Bremsring 13 weist beidseitig hohlzylindrische An­ sätze 13′′ und 13′′′ auf, wobei der abtriebseitige Ansatz 13′′ des Bremsrings 13 in einem Einstich 14 eines Lagerrings 15 und der antriebseitige Ansatz 13′′′ in einer Ausdrehung 16 des Schaltrings 9 geführt sind. Zwischen dem antriebseitigen Kugel­ lager 2 und dem Schaltring 9 ist ein tellerförmiger Distanzring 17 angeordnet, dessen radial innenliegender Bereich am Innenring des Kugellagers 2 anliegt und dessen äußerer Bereich sich an der lagerseitigen Stirnfläche des Schaltrings 9 abstützt. Das den Lagerring 15 und das abtriebsseitige Kugellager 11 aufnehmende Gehäuse des Elektrowerkzeugs ist mit 18 bezeichnet.

Dem Schaltring 9 ist eine Bremsvorrichtung 19 zugeordnet, die unter der Wirkung einer am Gehäuse 18 anliegenden Rückstellfeder 20 steht und beim Ausführungsbeispiel mittels eines Winkelhebels 21 zustell- und lösbar ist. Der Winkelhebel 21 kann dabei manuell oder selbsttätig mittels einer am Arm 22 angreifenden Zugkraft betä­ tigt werden die beispielsweise mit dem Einschalten des Antriebs­ motors wirksam wird. Für diesen Zweck bietet sich beispielsweise ein Magnet an.

Mit dem Bremsring 13 wirkt eine Bremseinrichtung 24 zusammen. Diese ist zweckmäßigerweise als Festbremse mit festlegbarer Bremskraft ausgebildet. Auf den den Bremsbelag 24′ enthaltenden gebogenen Bremsbügel 24′′, der um einen im Gehäuse 18 des Elektro­ werkzeugs angebrachten Zapfen 25 drehbar ist, wirkt eine sich am Gehäuse 18 abgestützte Druckfeder 26 ein. Sind nur verhältnis­ mäßig geringe Schwungmomente zu bewältigen, reicht es mitunter aus, den Bremsring 13 anstatt beweglich fest am bzw. im Gehäuse des Elektrowerkzeugs anzubringen, wobei auch der Getriebekasten als zum Gehäuse gehörig zu betrachten ist.

Die Funktionsweise der Sicherheits-Bremskupplung ist wie folgt:

Bei im Sinne des in der Figur eingezeichneten Pfeils (Uhrzeiger­ sinn) umlaufender Antriebswelle 1 und nicht wirksamer Bremse 19 wird der frei drehbar auf der Antriebswelle sitzende Schaltring 9 durch das an diesem angreifende Ende 7 der Schlingfeder 4 mitgenommen. Die Schlingfeder 4 wird dabei bei sich aneinander anle­ genden Windungen zusammengezogen und gelangt dadurch in noch stärkeren Reibschluß mit der Antriebswelle 1 und der koxial zu dieser liegenden Abtriebswelle 3, wodurch auch die letztere in gleich­ sinnige Drehung versetzt wird und mit der Schlingfeder 4 sowie mit der Bremshülse 12 umläuft. Damit sind An- und Abtriebswelle über die Schlingfeder 4 miteinander gekuppelt.

Nach bzw. mit dem Abschalten des nicht dargestellten Antriebs­ motors wird der Schaltring 9 infolge Aktivierung der Bremse 19 angebremst. Dies hat zur Folge, daß die Schlingfeder 4 aufgedreht bzw. entgegen ihrer eingeprägten Rückstellkraft gespannt wird und zu­ nächst mit ihrem antriebsseitigen Abschnitt außer Reibschluß mit der Antriebswelle 1 kommt, so daß Antriebs- und Abtriebswelle entkuppelt sind.

Bei abgeschaltetem Antrieb und weiterrotierender Abtriebswelle 3 weitet sich die Schlingfeder auch entlang ihres abtriebseitigen Abschnitts im Durchmesser auf. Dadurch gelangt sie in Reibver­ bindung mit der mit ihr umlaufenden Bremshülse 12 sowie in ihrem antriebsseitigen Abschnitt mit dem Bremsring 13, der unter der Wirkung der Bremse 24 steht und die Abtriebswelle 3 einschließ­ lich der mit dieser vereinigten, nicht dargestellten Masse (Schwungmoment) dämpfend abbremst. Wie im vorstehenden erwähnt, wirkt sich der angebremste Schaltring 9 dabei unterstützend auf die Aufweitung (Selbsthemmung gegenüber Bremshülse 12 und Bremsring 13) der Schlingfeder und damit auf den Abbremsvorgang aus.

Auf diese Weise ist ein rascher Stillstand der Abtriebswelle mit Schwungmasse erzielbar.

Den Einbau der erfindungsgemäßen Kupplungs- und Bremseinrichtung in einem Winkelschleifer zeigt schematisch Fig. 2.

Die Antriebswelle 1 wird hierbei durch ein fest auf ihr ange­ brachtes Kegelzahnrad 32 angetrieben, mit dem ein auf der Anker­ welle 33 des Antriebsmotors 27 befindliches Kegelzahnrad 28 im Eingriff steht. An der über die Schlingfeder 4 mit der An­ triebswelle 1 kuppelbaren Abtriebswelle 3 ist in bekannter Weise die Schleifscheibe 29 mit Hilfe einer Druckscheibe 30 und einer Spannmutter 31 befestigt.

Die dem Schaltring 9 zugeordnete Bremsvorrichtung 19 kann dabei selbsttätig über den Ein- und Ausschalter 34 des Winkelschleifers betätigt werden (Bremswirkung beim Abschalten des Antriebsmotors). Es besteht indessen auch die Möglichkeit des willkürlichen Ak­ tivierens der Bremsvorrichtung 19 durch den Benutzer mittels einer entsprechenden Betätigungsvorrichtung. Die Bremskraft der Brems­ vorrichtung 24 kann je nach Anwendungsfall festgelegt werden. Um eine einwandfreie Führung der An- und Abtriebswelle zu gewähr­ leisten, kann entweder die Antriebswelle koaxial in der Abtriebs­ welle 3 oder umgekehrt die Abtriebswelle koaxial in der Antriebs­ welle 1 gelagert sein.

Claims (11)

1. Kupplung für handgeführte Elektrowerkzeuge, die als Kupplungselement eine Schlingfeder enthält, mittels derer durch Betätigung von außen zugängiger Schaltglieder die An­ triebswelle mit der Abtriebswelle kuppel- und trennbar ist, wo­ bei das eine Ende der Schlingfeder an der Abtriebswelle fest­ gelegt ist und das andere Ende der Schlingfeder an der An­ triebswelle positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlingfeder (4) zu einem Teil die Mantelfläche der An­ triebswelle (1) und zum anderen Teil die Mantelfläche der Abtriebswelle (3) umschließt und die Positionierung des an­ triebsseitig liegenden Endes (7) der Schlingfeder mittels eines die Antriebswelle konzentrisch umschließenden Schalt­ rings (9) erfolgt, der mit einer Ausnehmung (8) für die Auf­ nahme dieses Schlingfederendes versehen ist, und daß der Schlingfeder (4) eine Bremshülse (12) zugeordnet ist, die mit der Abtriebswelle (3) fest verbunden ist und den auf der Abtriebswelle (3) befindlichen Schlingfederteil kon­ zentrisch umschließt.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremshülse (12) und die Schlingfeder (4) jeweils wenigstens zum Teil von einem Bremsring (13) umgeben sind.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsring (13) abhängig vom abtriebseitig jeweils wirkenden Schwungmoment gehäusefest oder relativ zum Gehäuse des Elektrowerkzeugs beweglich angeordnet ist.

4. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bremsring (13) im Falle seiner beweglichen Anordnung am Gehäuse bzw. an einem feststehenden Bauteil des Elektrowerkzeugs eine Bremseinrichtung (24) zugeordnet ist.

5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsring (13) beidseitig mit hohlzylindrischen Ansätzen (13′′, 13′′′) versehen ist, von denen der abtriebseitig gelegene An­ satz (13′′) in einem im Gehäuse angebrachten Lagerring (15) und der antriebseitige Ansatz (13′′′) im Schaltring (9) geführt sind.

6. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schaltring (9) eine Bremsvorrichtung (19) zugeordnet ist.

7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung (19) manuell betätigbar ist und/oder selbsttätig arbeitet.

8. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (1) mit der Abtriebs­ welle (3) fluchtet.

9. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch ihre Anwendung bei schnell rotierenden oder oszillierenden Elektrowerkzeugen.

10. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Antriebswelle (1) koaxial in der Abtriebs­ welle (3) gelagert ist.

11. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abtriebswelle (3) koaxial in der Antriebs­ welle (1) gelagert ist.