DE4341931A1

DE4341931A1 - Maschine mit einem umlaufenden Teil

Info

Publication number: DE4341931A1
Application number: DE4341931A
Authority: DE
Inventors: Manfred Kirn
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-12-09
Filing date: 1993-12-09
Publication date: 1995-06-14
Also published as: GB9419665D0; GB2284642A; ITMI942441A1; ITMI942441A0; IT1276895B1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Maschinen, insbesondere Elektrowerkzeuge, weisen auf Grund der kinetischen Energie des Antriebs und der Werkzeuge nach dem Abschalten der Netzspannung eine längere Nachlaufzeit auf. Die nachlaufenden Werkzeuge wie Schneidmesser, Scheren, Sägeblätter, Schleifscheiben oder Sägeketten stellen hierdurch eine nicht unerhebliche Verletzungsgefahr dar. Andererseits sind Maschinen mit Fliehkraftbremsen bekannt, die als Drehzahlbegrenzer dienen. Sie enthalten Bremsbacken, die, durch eine Feder nach innen gezogen, bei einer bestimmten Drehzahl durch Fliehkraft nach außen, gegen die Innenfläche eines feststehenden Bremsteiles gedruckt werden. Die Bremsbacken sind um eine parallel zur Achse des sich drehenden Teiles der laufenden Achse verschwenkbar und drucken ab einer zunehmenden, bestimmten Drehzahl gegen die Innenwand eines zylindrischen Abschnittes des umlaufenden Teiles. Somit wird beispielsweise einem Antriebsmotor ermöglicht, zunächst im nahezu unbelasteten Zustand anzulaufen, dabei unterhalb eines zu hohen Drehzahlbereichs zu drehen, und sein volles Drehmoment unterhalb der begrenzten Drehzahl zu entwickeln.

Die bekannten Fliehkraftbremsen sind zum einen platzraubend und zum anderen nicht dazu geeignet, die Auslaufzeit bei umlaufenden Teilen der Maschinen nach dem Abschalten des Antriebs bei abnehmender Drehzahl zu verringern.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Maschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 hat den Vorteil, daß eine einfache, kostengünstige und sichere Bremse geschaffen wird, welche die Auslaufzeit deutlich verringert, dadurch, daß im Teil Führungsorgane für die radial verstellbaren und in Richtung auf die Drehachse des Teils zu gedruckten Bremsbacken ausgebildet sind, die bei Unterschreitung der definierten Drehzahl mit einem ortsfesten Körper der Maschine in Wirkverbindung stehen.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist auch eine Kombination mit einer generatorischen Bremse möglich. Diese Bremsen ergänzen sich optimal, da die generatorische Bremse im Bereich hoher Drehzahlen, in dem sie sehr wirksam ist, bremst und die mechanische Fliehkraftbremse erst dann einsetzt, wenn die generatorische Bremse nur noch geringe oder keine Wirkung mehr hat.

Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.

Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, daß die Führungsorgane als Vorsprünge und/oder Ausnehmungen des Teils ausgebildet sind, die vorteilhafterweise in mindestens einer der axialen Stirnseiten des Teils angeordnet sein können. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß bereits vorhandene und im praktischen Einsatz sich bewährte Teile nur minimal zu ändern sind, um mit der vorgeschlagenen Fliehkraftbremse bestückt werden zu können. Im Rahmen dieses Erfindungsgedankens ist es besonders zweckmäßig, wenn die Ausnehmungen zur axialen Stirnseite des Teils hin offen und mittels eines Plattenkörpers axialseitig abdeckbar sind. Dabei können diese Maßnahmen auch so getroffen sein, daß der Plattenkörper zusammen mit den Ausnehmungen bzw. Vorsprüngen das Führungsorgan definiert.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, daß die Bremsbacken als Voll- oder Hohlkörper ausgebildet sind, deren mit dem Körper in Druckverbindung bringbaren Seiten konkav ausgebildet und mit einem erneuerbaren Bremsbelag bestückt sind, während die vom Bremsbelag abgewandte Seite der Bremsbacke mit einer Druckfeder zusammenarbeitet. Durch diese Maßnahmen können die Verschleißteile der Fliehkraftbremse problemlos ausgewechselt und somit erneuert werden.

Dadurch, daß die als Vollkörper ausgebildete Bremsbacke eine radiale Ausnehmung aufweist, in der ein radial sich erstreckender Stift des Teils mit der Druckfeder angeordnet ist, wird eine besonders kompakte und einfach herstellbare Bremsbacke vorgeschlagen, bei der die Ausnehmungen im Querschnitt vorzugsweise kreisrund und auf den Außendurchmesser der als Spiralfeder ausgebildeten Feder angepaßt sind.

Eine weitere und besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Druckkraft der Druckfeder einstellbar ist. Durch diese Maßnahmen kann die vorgeschlagene Druckfeder bei unterschiedlichen Maschinen der hier in Rede stehenden Art eingesetzt werden.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Bremsbacke als Abschnitt eines im Querschnitt C-förmigen Profiles ist, wobei die einander zugekehrten Schenkel als Radialanschläge der Bremsbacke ausgebildet sind. Die Bremsbacke könnte auch als Vollkörper aus Bremsbelagmaterial ausgebildet sein.

Schließlich bezieht sich die Erfindung auch auf die Verwendung der hier in Rede stehenden Fliehkraftbremse bei Elektrohandwerkzeugen, insbesondere Heckenscheren, Kettensägen, Kreissägen, Rasenmähern, Schleifmaschinen oder dergleichen.

Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Teil eines Winkelschleifers im Querschnitt,

Fig. 2 den mit 11 bezeichneten Teil nach Fig. 1 vergrößert dargestellt,

Fig. 3 einen prinzipiellen Aufbau der vorgeschlagenen Fliehkraftbremse,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV nach Fig. 3 und

Fig. 5 einen weiteren prinzipiellen Aufbau einer Fliehkraftbremse.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In den Fig. 1 und 2 ist ein Teil eines Winkelschleifers dargestellt. Solche Schleifmaschinen haben einen sehr einfachen Aufbau. Von den wesentlichen Teilen eines Winkelschleifers, nämlich Schalter und Handgriff, Motor, Winkelgetriebe, ist nur eine vom Kugellager 36 getragene Abtriebswelle 30 mit einem Tellerrad 10 deutlicher herausgestellt. Ein Teil des Getriebegehäuses 32 ist durch einen vertikal sich erstreckenden Abschnitt dargestellt.

Es handelt sich also um eine Maschine mit einem umlaufenden Teil in Gestalt eines Tellerrades 10 sowie einer Fliehkraftbremse 12 mit federbelasteten Bremsbacken 15, die ab einer definierten Drehzahl des Tellerrades 10 auf daßelbe eine Bremskraft ausüben. Im Tellerrad 10 sind Führungsorgane 14 für die radial verstellbaren, in Richtung des Doppelpfeiles bewegbaren und auf die Drehachse 16 des Tellerrades 10 zu gedruckten Bremsbacken 15 ausgebildet. Bei Unterschreitung der definierten Drehzahl des Tellerrades 10 stehen die Bremsbacken 15 mit dem ortsfesten Körper 18, hier eine Nabe, in Wirkverbindung. Das Führungsorgan 14 ist als ein Vorsprung des Tellerrades 10 ausgebildet, der von einem hohlzylindrischen Kragen 34 getragen ist. Die Bremsbacke 15 ist im wesentlichen als ein Vollkörper ausgebildet, dessen mit dem Körper 18 in Druckverbindung bringbare Seiten 20 konkav ausgebildet und mit einem erneuerbaren Bremsbelag 22 bestückt ist. Die vom Bremsbelag 22 abgewandte Seite der Bremsbacke 15 arbeitet mit einer Druckfeder 24 zusammen. Dabei besitzt die Bremsbacke 15 eine Ausnehmung 26, in der sich das als Stift ausgebildete Führungsorgan befindet. Die Ausnehmung 26 ist im Querschnitt kreisrund und auf den Außendurchmesser der als Spiralfeder ausgebildeten Feder 24 angepaßt. Der im Querschnitt kreisrunde Stift 14 ist seinerseits auf den Innendurchmesser der Feder 24 angepaßt. Hierbei bereitet es einen minimalen Aufwand, die vorgeschlagene Fliegraftbremse in den Winkelschleifer nach Fig. 1 unterzubringen, da der Ringraum 1 bereits vorhanden ist. Eine gewisse Anpassung bedarf allenfalls das Tellerrad, an das der Kragen 34 anzuformen bzw. -bringen ist. Die Bremsbacken 15 sind hierbei so bemessen, daß sie die in Richtung des Doppelpfeiles angedeuteten Bewegungen ausüben und im Ringraum 1 untergebracht werden können. Es werden zweckmäßigerweise mindestens zwei Fliegkraftbremsen auf entgegengesetzten Seiten eingesetzt, um in das Tellerrad 10 keine Unwucht einzubringen.

In den Fig. 3 und 4 ist der grundsätzliche Aufbau einer im Lüfter (Ventilator) des Winkelschleifers angeordneten radialen Fliehkraftbremse dargestellt. Das Lüfterrad 10′ besitzt vier Führungsorgane 14′, die um die Achse 16 gleichmäßig verteilt sind. Die mittig angeordnete Nabe 18′ ist im Querschnitt kreisrund und so bemessen, daß sie in Betriebsstellung (Stillstand) der Fliehkraftbremsen 12′ mit den Bremsbacken 15′ in Druckverbindung steht.

Die Besonderheit der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Bremsbacken besteht auch darin, daß sie im wesentlichen als Abschnitte eines im Querschnitt C-förmigen Profils ausgebildet sind, wobei die einander zugekehrten Schenkel 8, 9 als Radialanschläge der Bremsbacken 15 ausgebildet sind.

Wie Fig. 4 erkennen läßt, sind die Führungsorgane 14′ in der Stirnseite 17 des Lüfterrades 10′ ausgebildet, wobei diese Stirnseite im Bereich der Führungsorgane 14′ mit einem Plattenkörper 19 abdeckbar ist. Hierbei handelt es sich um eine feste Verbindung, die z. B. durch Nieten, Kleben oder Warmpressen hergestellt werden kann. Die Führungsorgane 14′ sind in ihrer Draufsicht achsensymmetrisch ausgebildet und besitzen eine zentrale Ausnehmung 40 für die Druckfeder 24 und zwei seitlich davon ausgebildete Ausnehmungen 42 und 44, die für die Schenkel 8, 9 der Bremsbacke 15′ vorgesehen sind.

Die Fliehkraftbremse könnte selbstverständlich auch in anderen drehbaren Teilen der Maschine untergebracht sein.

In Fig. 5 ist eine weitere prinzipielle Ausgestaltung der Fliehkraftbremse dargestellt. Das Führungsorgan 14′′ der Bremsbacke 15′′ ist eine Ausnehmung im Teil 10′, die sich in axialer Richtung erstreckt und in radialer Richtung zur Drehachse hin verjungt. Die Außenkonturen der Bremsbacke 15′′ sind auf die Innenkonturen der Ausnehmung 14′′ abgestimmt. Die im Querschnitt etwa trapezförmige Bremsbacke 15′′ steht mit der Druckfeder 24 in Wirkverbindung und mit dem Körper 18′ in Druckverbindung, wenn die Drehzahl des Teiles 10′ einen bestimmten Wert unterschreitet.

Im Stillstand der Maschine liegt die Bremsbacke 15 bzw. 15′ auf der Nabe 18 bzw. 18′. Wird die Maschine eingeschaltet, so werden durch die Fliehkraft die Bremsbacken 15 bzw. 15′ nach außen gedruckt und heben von der Nabe 18 bzw. 18′ ab, die Bremse wird gelöst. Beim Aus laufen der Maschine legen sich die Bremsbacken 15 bzw. 15′ bei einer durch das Gewicht der Bremsbacken und die Fliehkraft bestimmbaren Drehzahl wieder an die Nabe 18 bzw. 18′ an und bremsen die Maschine sehr wirksam ab.

Die vorgeschlagene Fliehkraftbremse könnte genauso in einem Zahnrad eines Kreissägengetriebes oder in der Messerwalze eines Handhobels untergebracht werden. Die Unterbringung im Lüfter bzw. Tellerrad ist jedoch universell und kann bei allen denkbaren Motoren mit Lüfter angewandt werden.

Claims

1. Maschine mit einem umlaufenden Teil (10, 10′) sowie einer Fliehkraftbremse (12, 12′) mit federbelasteten Bremsbacken (15, 15′, 15′′), die ab einer definierten Drehzahl des Teils (10, 10′) auf dasselbe Bremskraft aus üben, dadurch gekennzeichnet, daß im Teil (10, 10′) Führungsorgane (14, 14′, 14′′) für die radial verstellbaren und in Richtung auf die Drehachse (16) des Teils (10, 10′) zu gedrückten Bremsbacken (15, 15′, 15′′) ausgebildet sind, die bei Unterschreitung der definierten Drehzahl mit einem ortsfesten Körper (18, 18′) der Maschine in Wirkverbindung treten.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsorgane (14, 14′, 14′′) als Vorsprünge und/oder Ausnehmungen des Teils (10, 10′) ausgebildet sind.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsorgane (14, 14′) in mindestens einer der axialen Stirnseiten (17) des Teils (10′) ausgebildet sind.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (14′, 14′′) zur axialen Stirnseite (17) des Teils (10′) hin offen und mittels eines Plattenkörpers (19) axialseitig abdeckbar sind.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenkörper (19) zusammen mit den Ausnehmungen (14′, 14′′) bzw. Vorsprüngen das Führungsorgan definiert.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbacken (15, 15′, 15′′) als Voll- oder Hohlkörper ausgebildet sind, deren mit dem Körper (18, 18′) in Druckverbindung bringbaren Seiten (20, 20′) konkav ausgebildet und mit einem erneuerbaren Bremsbelag (22, 22′) bestückt sind, während die vom Bremsbelag (20, 22′) abgewandte Seite der Bremsbacken (15, 15′) mit einer Druckfeder (24) zusammenarbeitet.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die als Vollkörper ausgebildete Bremsbacke (15) eine radiale Ausnehmung (26) aufweist, in der ein radial sich erstreckender Stift des Teils (10) mit der Druckfeder (24) angeordnet ist.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (26) im Querschnitt kreisrund und auf den Außendurchmesser der als Spiralfeder ausgebildeten Feder, insbesondere Druckfeder (24), abgestimmt ist, deren Federkraft einstellbar ist.

9. Maschine nach einem der Anspruche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbacke (15′) ein Abschnitt eines im Querschnitt C-förmigen Profiles ist, wobei die einander zugekehrten Schenkel (8, 9) als Radialanschläge der Bremsbacke ausgebildet sind.

10. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einem Lufter, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehkraftbremse (12′ 12′) in der einen axialen Stirnseite des Lufters angeordnet ist.