DE4206438A1 - Handgefuehrte, kraftgetriebene werkzeugmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer handgeführten, kraftgetriebenen Werkzeugmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.

Durch die DE-OS 40 05 133 ist eine gattungsgemäße Heckenschere be­ kannt, bei der zwischen Antrieb und Werkzeug eine schaltbare Frei­ laufkupplung in Kombination mit einer Schlingfeder Mitnahme oder Stillstand des Heckenscherenmessers bewirkt. Die eigentliche Aufgabe der bekannten Lösung, ein Nachlaufen der Heckenscherenmesser nach dem Ausschalten möglichst verzögerungsfrei zu verhindern, wird unter be­ stimmten Bedingungen nur mit einer gewissen Trägheit gelöst. Ein vollständiges Entkoppeln des Antriebsbereiches vom Abtriebsbereich ist nicht genügend schnell möglich.

Ursache für diese unter Umständen auftretende Trägheit ist die Ver­ wendung der Schlingfeder zum Überrasten eines schaltbaren Rollenkör­ per-Freilaufs. Außerdem besteht die Freilaufkupplung der bekannten Heckenschere aus einer Vielzahl kompliziert herzustellender, schwe­ rer und umständlich zu montierender Teile.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß beim Aus­ schalten der Werkzeugmaschine mit bisher unerreicht kurzer Reakti­ onszeit die Verbindung zwischen dem Antriebsstrang und dem Abtrieb gelöst wird. Die Freilaufkupplung besteht aus einer nur geringen An­ zahl sehr leichter Einzelteile, die mit geringen Kosten herstellbar und mit geringem Zeitaufwand montierbar sind. Außerdem hat die er­ findungsgemäße Werkzeugmaschine ein niedrigeres Bauvolumen, geringe­ res Gewicht und ist dadurch handlicher als die bekannten Werkzeugma­ schinen.

Die Schlingfeder bei der bekannten Lösung ist teurer in der Herstel­ lung als die bei der Erfindung verwendete Käfig-Schalthülse. Außer­ dem sind die erfindungsgemäß als Klemmhebel ausgestalteten Klemmkör­ per kleinvolumiger als Klemmrollen und haben überdies eine größere Reibungsfläche als Rollen, weshalb mehr Klemmhebel als Wälzkörper auf dem Umfang der zu kuppelnden Flächen untergebracht werden kön­ nen. Aufgrund des geringeren Volumens sind zum Bewegen der Klemmkör­ per kleinere Massenkräfte als zum Bewegen der Rollen erforderlich. Dies führt zu verringerter Reaktionszeit ebenso wie die Tatsache, daß die Klemmkörper nur verkippt werden müssen, um in Kuppel- oder Auskuppelposition gebracht zu werden, während die Rollen auf einem verhältnismäßig langen Weg gerollt werden müssen, um aus der Klemm­ position zu gelangen.

Die erfindungsgemäßen Klemmkörper laufen zwischen zwei glatten Zy­ linderwänden, während bei der bekannten Lösung die Rollen im Außen­ zylinder kurvenbahnartige Aussparungen notwendig machen, für deren Fertigung ein hoher Aufwand erforderlich ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den dem Anspruch 1 folgenden Ansprüchen.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Be­ schreibung anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen Fig. 1 die Seitenansicht einer Heckenschere, Fig. 2 die Schnittdarstellung eines Abschnitts der erfindungsgemäßen Hecken­ schere, Fig. 3 die Vergrößerung eines Ausschnitts aus der Fig. 2 mit dem Bereich des Antriebs und Abtriebs, die Fig. 4 die Ansicht einer erfindungsgemäßen Schalthülse, die Fig. 5 und 6 eine sche­ matische Darstellung der Freilaufkupplung beim Kuppeln und beim Ent­ kuppeln.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Heckenschere 1, die aus einem Ge­ häuse 3 mit einem ersten Handgriff 5 und einem zweiten Handgriff 7 besteht. Das Gehäuse 3 nimmt einen nicht dargestellten Motor mit Ab­ triebswelle und Kraftübertragungssystem auf, die mit Heckenscheren­ messern 31, 33 gekuppelt sind.

Die in Fig. 2 im Schnitt dargestellte erfindungsgemäße Heckenschere 1 zeigt das Gehäuse 3 mit dem ersten und dem zweiten Handgriff 5, 7, das einen Motor 11 mit Abtriebswelle 13 aufnimmt. Am freien Ende der Abtriebswelle 13 befindet sich ein Ritzel 15, das mit einem Zahn­ kranz 17 kämmt, der drehbar um eine Achse 19 gelagert ist. Der Zahn­ kranz 17 ist über eine Rutschkupplung 21 mit einer Antriebshülse 23 kraftschlüssig verbunden und drehbar auf einer Kurbelwelle 25 kon­ zentrisch zur Achse 19 gelagert. Auf der Kurbelwelle 25 sind dreh­ fest eine erste und zweite Exzenterscheibe 27, 29 angeordnet, die kurbelzapfenartig mit je einem Heckenscherenmesser 31, 33 gekoppelt sind und die rotierende in eine oszillierende Bewegung umwandeln.

Zwischen der Antriebshülse 23 und der Kurbelwelle 25 ist eine Frei­ laufkupplung angeordnet, die aus in einer Käfighülse 35 unverlierbar angeordneten Klemmkörpern 37 besteht, die über ein bandartiges ela­ stisches Mittel 39 in der Käfighülse 35 festgehalten werden. Außer­ dem durchgreifen die Klemmkörper 37 mit ihrem äußeren Ende radial eine käfigartig angeordnete Schalthülse 41. Die Schalthülse 41 ist auf ihrer maschinenseitigen Stirnseite mit einer Scheibe 43 mit ra­ dialen Nocken 45 verbunden. In die Nocken 45 kann ein parallel zur Achse 19 verschiebbarer Schaltbolzen 47 eingreifen. Der Schaltbol­ zen 47 ist auf einem blattfederartigen Bolzenträger 49 angeordnet, der unmittelbar beim Betätigen des nicht näher erläuterten elektri­ schen Schalters über weitere nicht näher erläuterte Mittel in die in Fig. 1 dargestellte Blockierstellung verschoben wird. In der Bloc­ kierstellung greift der Schaltbolzen 47 in die Nocken 45 ein und hält damit die Scheibe 43 mit der Schalthülse 41 fest.

Die Funktion und der Aufbau der Freilaufkupplung gemäß Fig. 2 stimmt mit dem gemäß der nachfolgend zu erläuternden Fig. 3 überein und soll daher erst im Anschluß an die Beschreibung zur Fig. 3 er­ läutert werden.

Der gemäß Fig. 3 vergrößerte Ausschnitt im Bereich der Freilauf­ kupplung der Heckenschere 1 zeigt übereinstimmend mit Fig. 1 die Teile Abtriebswelle 13, Ritzel 15, Zahnkranz 17, Antriebshülse 23, Kurbelwelle 25, erste und zweite Exzenterscheibe 27, 29 und Hecken­ scherenmesser 31, 33. Die Freilaufkupplung zeigt die in der Käfig­ hülse 35 unverlierbar angeordneten Klemmkörper 37, die über das bandartige elastisches Mittel 39 in der Käfighülse 35 festgehalten werden. Die Klemmkörper 37 durchgreifen radial die käfigartige Schalthülse 41. Die Schalthülse 41 ist auf einer Stirnseite mit der Scheibe 43 verbunden. In deren Nocken 45 kann der Schaltbolzen 47 eingreifen. Zur Vereinfachung, weil für die Erfindung unwesentlich, ist die Rutschkupplung 21 aus Fig. 2 nicht dargestellt.

Außerdem ist im Unterschied zur Fig. 2 in Fig. 3 zwischen dem Zahnkranz 17 und der Kurbelwelle 25 ein reibungsminderndes Nadella­ ger 51 angeordnet.

Wird über die Antriebswelle 13 der Zahnkranz 17 beim Starten des Motors 11 angetrieben, ist der Schaltbolzen 47 außer Eingriff mit den Nocken 45 der Scheibe 43. Gemeinsam mit dem Zahnkranz 17 dreht sich die Schalthülse 41 mit, so daß die Klemmkörper 37 infolge der Spannkraft des bandartigen Mittels 39 eine Position einnehmen, in der sie sich in einer Schieflage zwischen der Kurbelwelle 25 und der Antriebshülse 23 abstützen. In dieser Abstützstellung sucht der mit der Antriebshülse 23 einstückige Zahnkranz 17 die Klemmkörper 37 aus ihrer Schieflage aufzurichten. Dadurch ergeben sich beim Verkanten hohe Abstützkräfte zwischen den Klemmkörpern 37 und den zu kuppeln­ den Teilen, so daß eine Drehmitnahme zwischen diesen Teilen gesi­ chert ist. Das Prinzip des Klemmkörperfreilaufs besteht darin, daß sich die Klemmkörper 37 beim Kuppeln aufrichten, so wie das bei den einzelnen Haaren eines Fells beim Streichen gegen den Strich ge­ schieht.

Wird der nicht näher beschriebene Ein- und Ausschalter in seine Aus- Stellung geschaltet, verschiebt sich der Schaltbolzen 47 in Ein­ griffsstellung mit der Scheibe 43, so daß diese schlagartig gebremst wird. Gemeinsam mit der Scheibe 43 wird die Schalthülse 41 festge­ halten. Diese sucht die Schrägstellung der Klemmkörper 37 zu ver­ stärken, was unterstützt wird durch eine Drehmomentdifferenz zwi­ schen der Kurbelwelle 25 und dem Zahnkranz 17.

Sind die Klemmkörper 39 in ihre gewünschte Schräglage gestellt, was innerhalb eines sehr kurzen Zeitraumes verzögerungsfrei geschieht, so ist der Kraftschluß zwischen dem Zahnkranz 17 und der Kurbelwelle 25 getrennt. Die Abtriebswelle 13 und der Zahnkranz 17 können sich gegenüber dem aus Kurbelwelle 25 und dem Messerpaar 31, 33 bestehen­ den Abtriebsstrang frei drehen, wobei der Abtriebsstrang wegen der Reibung zwischen den hin- und herbewegten Heckenscherenmessern 31, 33 schnell zum Stillstand kommt.

Die Fig. 4 zeigt die einzelne Schalthülse 41, die hier allein, ohne eine gesonderte Käfighülse die Klemmkörper 37 trägt, wobei diese von einer dünnen Spiralfeder, dem elastischen Haltemittel 39, radial um­ griffen und in der Schalthülse 41 festgehalten werden.

Dadurch wird eine Käfighülse gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 und 3 eingespart. Mögliche Fehlerquellen und zusätzliche Mas­ sen entfallen. Die Klemmkörper 37 sind mit einer mittigen, offenen Längsnut versehen, die das einreifende bandartige elastische Mittel 39 zentrieren. Die Klemmkörper 37 treten durch Schlitze 42 in die Schalthülse 41 ein, durch die sie infolge ihres breiten Kopfberei­ ches nicht hindurchfallen können.

Besonders deutlich ist die Scheibe 43 mit einem der propellerflügel­ ähnlichen Schaltnocken 45 erkennbar.

Der in den Fig. 5 und 6 schematisch dargestellte Querschnitt ei­ nes weiteren Ausführungsbeispiels einer Freilaufkupplung mit mehr als drei Klemmkörpern zeigt einmal die Endstellung Entkuppeln und einmal die Endstellung Mitnehmen. Auch bei diesem Ausführungsbei­ spiel wurde auf einen gesonderten Klemmkörperkäfig verzichtet. Des­ sen Funktion wird von der Schalthülse 41 mit wahrgenommen und führt zu einer vereinfachten, funktionssichereren und leichteren Konstruk­ tion.

Aus der Fig. 5 sind die Einzelteile Zahnkranz 17, Kurbelwelle 25 sowie die Klemmkörper 37, gehalten von der Schalthülse 41 und dem strichpunktiert, schematisch dargestellten bandartigen Mittel 39, erkennbar.

Aus Fig. 5 wird deutlich, daß die Klemmkörper 37 bezüglich einer durch die Kurbelwellenachse verlaufenden strichpunktiert gezeichne­ ten Radialen 44 jeweils eine Schieflage einnehmen. Diese Schieflage wird bewirkt durch das von außen ausgelöste Stillstehen der Schalt­ hülse 41. Indem die Schalthülse 41 festgehalten wird, unter der An­ nahme, daß die Kurbelwelle 25 und der Zahnkranz 17 sich entgegen dem Uhrzeigersinn bewegen, kippen die Klemmkörper 37 aus ihrer verkante­ ten, nachfolgend in Fig. 6 gezeigten Position und können in dieser Anschlaglage an der Schalthülse 41 nicht mehr in ihre verkantete Po­ sition kuppelnd zwischen die Kurbelwelle 25 und den Zahnkranz 17 zu­ rückkehren. Dies ist bedingt durch die Reibungsmitnahme der Klemm­ körper 37 in ihrem der Kurbelwelle 25 zugewandten Bereich. Das durch die Reibungskraft erzeugte auf die Klemmkörper 37 wirkende Drehmo­ ment um den Anschlagpunkt der Schalthülse 41 ist ungleich größer als ein evtl. wirkendes Reibmoment durch Kontakt des Zahnkranzes 17 mit den Klemmkörpern 37. Erst wenn die Schalthülse 41 freigegeben wird, um sich gemeinsam mit der Kurbelwelle 25 und dem Zahnkranz 17 zu drehen, können sich die Klemmkörper 37 zwischen der Kurbelwelle 25 und dem Zahnkranz 17 verkanten.

In Fig. 6 ist gezeigt, wie sich die Klemmkörper 37 zwischen der Kurbelwelle 25 und dem Zahnkranz 17 verkanten. Daraus wird die be­ züglich der Radialen 44 im wesentlichen parallele Position der Klemmkörper 37 deutlich. In dieser aufgerichteten Position ist die Kupplung zwischen Antrieb und Abtrieb, d. h. zwischen Zahnkranz 17 und Kurbelwelle 25 eingeschaltet.

In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Käfighülse für die Klemmkörper aus einem Blechstreifen herge­ stellt, der über seine Länge für die Aufnahme der Klemmkörper drei Querschlitze mit gleichem Abstand aufweist und der über eine Bördel­ verbindung zu einer Hülse verpreßt ist.

Die Klemmkörper weisen hier einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz/Vertiefung auf, in die eine den Käfig umschlingende, dünne Zugfeder vollständig eintreten kann und sich so auf den Klemmkörpern abstützt, daß diese unverlierbar in der Käfighülse festgehalten in einer stabilen Position werden. Die stabile Position ist eher eine Schräglage als eine aufgerichtete, bezüglich einer gedachten Radia­ len parallele Position. Weiter ist eine nicht mit dargestellte Schalthülse vorhanden, die wie die Käfighülse aus einem dreifach ge­ schlitzten, gebördelten Blechstreifen besteht, wobei die Schlitze jeweils kreuzförmig ausgeführt sind, so daß sowohl der obere Bereich der Klemmkörper als auch bereichsweise die die Klemmkörper umschlin­ gende Zugfeder durch diese Schlitze hindurchtreten kann und damit die Halte- und Stützfunktion dieser Feder sichert.

Die nicht dargestellte Schalthülse ist außerdem über eine Bördelver­ bindung mit einer dickwandigen Blechscheibe verbunden, die drei pro­ pellerflügelartig radial nach außen weisende Nocken trägt.

Bei einem anderen, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Klemmkörper nicht in einem Käfig, jedoch über Federhülsen sich an­ einander abstützend zwischen den zu kuppelnden Teilen angeordnet, so daß jeder einzelne Klemmkörper seine Schwenkbewegung auf den benach­ barten Klemmkörper überträgt. Dadurch wird die Klemmkörperbewegung synchronisiert und die Funktion des Freilaufs verbessert. Durch Festhalten der Federhülsen mit geeigneten Anschlagmitteln ist ein solcher Freilauf von außen schaltbar.

Bei einem weiteren, nichtdargestellten Ausführungsbeispiel sind die Klemmkörper als Drehkeile ausgestaltet, die zwei axial zueinander be­ abstandete rotierende Teile miteinander kuppeln können.

Claims (11)

1. Handgeführte, insbesondere elektrisch angetriebene, Werkzeugma­ schine wie Heckenschere (1), Winkelschleifer und dergl., bei der zwischen Antrieb und Werkzeug (31, 33) eine schaltbare Freilaufkupp­ lung mit Klemmkörpern entweder Mitnahme oder Freilauf des Werkzeugs bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß als Freilaufkupplung allein ein verkantendes Reibgesperre (35, 37, 39, 41, 43), insbesondere ein Klemmkörper-Freilauf, dient.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Klemmkörper-Freilauf (35, 37, 39, 41, 43) mit mindestens zwei Klemm­ körpern (37) radial zwischen einem mitnehmenden (15) und einem mit­ zunehmenden Teil (25) angeordnet ist.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper (37) von außen in zwei Endlagen einstellbar sind.

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Klemmkörper, insbesondere Klemmhebel (37) oder Drehkei­ le, in mindestens einem Käfig (35, 41), insbesondere unverlierbar, federnd, angeordnet sind.

5. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Klemmhebel (37) durch ein umschlingendes band­ artiges, elastisches Mittel (39) radial zum Käfig (35, 41) beauf­ schlagt, und daß sie gegenüber dem Käfig (35, 41) ohne vorbestimmten Drehpunkt gelagert sind.

6. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Klemmkörper (37) außerhalb ihres Schwerpunktes am Käfig (35, 41) abstützen und in der Abstützposition von einer in die andere Endlage pendeln können.

7. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper (37) durch Schlitze (42) des Käfigs (41) treten wobei ihr aus den Schlitzen (42) ragender Bereich breiter als jeder Schlitz (42) ist.

8. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper (37) gehärtete Außenflächen ha­ ben, die sich einerseits an der Kurbelwelle (25) und andererseits am Zahnkranz (17) abstützen.

9. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Außenflächen der Klemmkörper (37) so ge­ formt sind, daß sie in einer Endlage verkantend an den zu kuppelnden Teilen (17, 25) anliegen und in der anderen Endlage sich abrollend von den zu kuppelnden Teilen (17, 25) lösen können.

10. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Käfig (41) an einer Stirnseite mit ei­ ner Scheibe (43) mit Nocken (45) verbunden ist, zum Eingriff von Schaltmitteln (47).

11. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß innerhalb der Schalthülse (41) ein geson­ derter Haltekäfig (35) für die Klemmkörper (37) angeordnet ist.