EP1498226A1 - Kupplung für eine Spindel einer Werkzeugmaschine - Google Patents

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EP1498226A1
EP1498226A1 EP04014412A EP04014412A EP1498226A1 EP 1498226 A1 EP1498226 A1 EP 1498226A1 EP 04014412 A EP04014412 A EP 04014412A EP 04014412 A EP04014412 A EP 04014412A EP 1498226 A1 EP1498226 A1 EP 1498226A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coupling
spindle
coupling part
coupling according
damping element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04014412A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dipl.-Ing.Armin Eisenhardt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Techtronic Industries GmbH
Original Assignee
A&M Electric Tools GmbH
Atlas Copco Electric Tools GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by A&M Electric Tools GmbH, Atlas Copco Electric Tools GmbH filed Critical A&M Electric Tools GmbH
Publication of EP1498226A1 publication Critical patent/EP1498226A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25FCOMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/001Gearings, speed selectors, clutches or the like specially adapted for rotary tools

Definitions

  • the invention relates to a coupling for a spindle of a Machine tool, in particular a cordless screwdriver, a Drill or the like with the features of the Preamble of claim 1.
  • Such couplings have in known designs two under interplay interlocking coupling parts.
  • One first of the two coupling parts is rotatable on the Guided spindle and the second coupling part rotatably on the Spindle set.
  • the clutch is for torque transmission provided from the drive side to the output side, where the spindle should rotate freely.
  • This is a clamping device with a freewheel provided, the spindle when plant a motor or drive side Torque releases while at plant a driven side generated by a clamping operation Torque a rotational movement of the spindle is locked.
  • to Operation of the locking device or the freewheel is a Rotation between the two intermeshing coupling parts required.
  • Couplings are known in which between the two coupling parts one or more damping elements are arranged. Although such an arrangement can be effective for noise reduction lead, however, is complicated in construction and expensive. A corresponding clutch requires additional Construction volume and is expensive to install. damaged Damping elements can only after disassembly of the clutch be replaced.
  • the invention is based on the object, a corresponding Coupling of a machine tool with good damping properties and simplified structure.
  • a clutch is proposed, the first coupling part with a storage area rotatably guided on the spindle is and the second coupling part rotatably on the Spindle is set.
  • a first damping element is between the first coupling part and the spindle with axial Offset to the storage area arranged.
  • the arrangement of the damping element directly between the first coupling part and the spindle causes no space between the intermeshing Coupling parts is claimed.
  • the Rotation between the two coupling parts is in this area not disabled. Both coupling parts can without consideration be mounted on the damping element. Also can the damping element without disassembly of the two coupling parts dismantled or replaced.
  • the axial Offset between the damping element and the storage area causes the damping element formed correspondingly large can be. Even with larger angles of rotation occur only comparatively small deformations in the damping element.
  • the damping element is not subject to bearing forces. A Overload of the damping element is avoided.
  • the damping element is on a side facing away from the second coupling part of the first Arranged coupling parts. Access to the damping element is independent of the mounting state of the two coupling parts given in a simple way.
  • the damping element is expediently form-fitting on the first Set coupling part. It is a reliable power transmission even after many load changes. Mounting or Replacement of the damping element require little effort.
  • the spindle has at least one and in particular two approximately parallel to each other extending driving surfaces on which the damping element positive fit. Production, assembly and replacement costs are low.
  • the damping element is advantageous as an elastic damper educated. Compared to a friction damper results increased in terms of the achievable number of load changes Lifespan. In an advantageous variant has become while an embodiment of the elastic damper as elastic, especially made of plastic disc exposed. In an equally advantageous alternative the elastic damper as elastic, in particular spring steel manufactured leaf spring executed. Both types lead to a good damping effect with low production and assembly costs.
  • the rotatable guidance of the first coupling part on the spindle expediently limited to a rotation game. That's it Rotational play, in particular in connection with an elastic Disc at +/- 12 ° and in connection with a leaf spring limited to about +/- 30 °.
  • the numerical values mentioned allow a sufficient rotating relative movement of the two coupling parts against each other, without an overload of the respective Damping element even after a variety of Load changes occur.
  • Fig. 1 shows in a perspective exploded view a clutch 1 for a spindle 2 of a battery-powered Driver drill. It can also be a drill or a comparable Machine tool with battery or mains operation provided be.
  • the spindle 2 is in the illustrated embodiment a tool spindle, at the output-side end of the 19th a tool holder 18 is provided.
  • the clutch 1 comprises a first and a second coupling part 3, 4 and a Damping element 6.
  • the coupling 1 is on the spindle 2 in Range of their the output side end 19 opposite arranged drive end 20.
  • the spindle 2 is together with the clutch 1 about a rotation axis 17 rotatable.
  • the first coupling part 3 has a storage area 5, by means of which the first coupling part 3 rotatable on the Spindle 2 is guided.
  • the spindle 2 In the area of the drive end 20, the spindle 2 has two mutually parallel contact surfaces 12 on.
  • the second coupling part 4 is centered with an opening 24 whose contour is the cross section of Spindle 2 in the region of the contact surfaces 12 corresponds.
  • In the assembled Condition is the second coupling part 4 with his Opening 24 pushed onto the contact surfaces 12, resulting in a positive non-rotatable connection between the spindle 2 and the second coupling part 4 results.
  • the damping element 6 is between the first coupling part 3 and the spindle 2 arranged with axial offset to the storage area 5.
  • the first coupling part 3 has on its the second coupling part 4 facing side on a number of claws 25.
  • the second coupling part 4 is made of a number of coupling elements 21 formed concentrically around a hub part 23 are arranged.
  • the coupling elements 21 have on their side facing the first coupling part 3, respectively two claws 22.
  • Two adjacent claws 22 each two adjacent coupling elements 21 engage in the mounted Condition in the frontal spaces between the Claws 25 of the first coupling part 3.
  • the extension of a Pair of claws 22 in the circumferential direction is smaller than that Free space between two jaws 25 of the first coupling part 3, resulting in a rotation between the first and the second coupling part 3, 4 results.
  • the first coupling part 3 has on its the second coupling part 4 facing away from 7 an approximately circular recess 26, on the peripheral wall noses 27 radially extend inwards.
  • the recess 26 lies with radial Offset to the storage area 5.
  • the damping element 6, which in the embodiment shown as an elastic damper 9 in the form of an elastic, made of plastic disc 10 is executed.
  • the disc 10 has a number of recesses 28, in which engage the lugs 27 and thus the elastic disc 10 hold form-fitting.
  • the elastic disc 10 is centered provided with an opening 29, the contour of the cross-sectional profile the spindle 2 in the area of the contact surfaces 12 corresponds.
  • the spindle When assembled, the spindle passes through 2 with its area of the contact surfaces 12, both the opening 24 in the second coupling part 4 and a storage area 5 forming opening 13 in the first coupling part 3 and the opening 29 in the elastic disc 10.
  • the opening 29 of the elastic disc 10 encloses the spindle without play 2.
  • the contact surfaces 12 form two parallel to each other opposite driving surfaces 8, where the elastic Disc 10 is in a form-fitting manner.
  • Fig. 2 shows in a drive-side end view of the first Coupling part 3 of FIG. 1 with details of the central Opening 13.
  • the opening 13 has a contour that out Circular segments 14 and in the region of the contact surfaces 12 (Fig. 1) composed of inwardly projecting side surfaces 15 is.
  • the side surfaces 15 are formed crowned and form together with the contact surfaces 12 stops for limiting the rotational play between the first coupling part 3 and the second coupling part 4.
  • the spherical shape of the Side surfaces 15 is chosen so that a rotational play of about +/- 12 ° with respect to a center line 30 results.
  • Fig. 3 shows the first coupling part 3 of FIG. 2 in the Recess 26 (Fig. 2) positively held elastic Disc 10, wherein the spindle 2 through the opening 13 (Fig. 2) and the opening 29 is passed.
  • the spindle 2 is located thereby by means of their driving surfaces 8 surface, backlash and in the direction of rotation form-fitting in the opening 29.
  • the unloaded Condition leads the elastic spring force of the elastic Disk 10 to a relative positioning of the first Coupling part 3 in a through the center line 30 (Fig. 2) indicated middle position relative to the second coupling part 4 (Fig. 1). In this middle position are the claws 22, 25th (Fig. 1) not engaged.
  • Fig. 4 shows in an exploded perspective view a variant of the arrangement according to FIGS. 1 to 3, in which as an elastic damper 9 one made of spring steel Leaf spring 11 is provided.
  • the recess 26 at the first Coupling part 3 has two pockets 31, in which the leaf spring 11 by means of two curved spring ends 32 positively is held.
  • the U-shaped leaf spring 11 lies with two approximately mutually parallel legs 33 in mounted state flat and positive on the driving surfaces 8 of the spindle 2 at.
  • Fig. 4 shows further details of the second coupling part 4, therefore, the hub part 23 executed as a pentagonal disc is, at its peripheral surfaces five as individual parts formed coupling elements 21 abut in the assembled state.
  • the opening 13 in the first coupling part 3 has one of the In the FIGS. 1 and 2 described shape deviating contour on. Details are in connection with Fig. 5 and Fig. 6 described. In the other features and reference numerals true to the arrangement of FIG. 4 with the arrangement Figs. 1 to 3 match.
  • the central opening 13 in the first coupling part 3rd has a contour consisting of circle segments 14 and in the area the contact surfaces 12 and the driving surfaces 8 from inwardly projecting side surfaces 15 assembled is.
  • the side surfaces 15 have planar partial surfaces 16 with a radial direction component at an angle of 30 ° to Centerline 30 on.
  • FIG. 6 shows the first coupling part 3 according to FIG. 5, in which in the recesses 26, the leaf spring 11 is held positively is.
  • the spindle 2 passes through both the opening 13 as also the space between the two legs 33 of the Leaf spring 11.
  • the spindle 2 is relative to the first coupling part Drawn rotated by 30 °, passing through the Mit Spotify lake 8 formed contact surfaces 12 (Fig. 1) Stop to the faces 16 go.
  • the U-shaped arranged Legs 33 are elastically deformed. From the elastic deformation and friction at the driving surfaces 8 results in a damping of the rotational play between the first Coupling part 3 and the second coupling part 4 (Fig. 4).
  • the rotational play is due to the driving surfaces 8 and Contact surfaces 12 and the partial surfaces 16 to +/- 30 ° (Fig. 5) limited.
  • leaf spring 11 may also be a wire spring provided with a round cross-section or a Kunststoffeder be. It may also be appropriate, instead of the damping elements 6 of the embodiments according to FIGS. 1 to 6 a friction damper or the like. Provide.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplung (1) für eine Spindel (2) einer Werkzeugmaschine, insbesondere eines Akkuschraubers, einer Bohrmaschine oder dergleichen. Die Kupplung weist zwei unter Drehspiel ineinandergreifende Kupplungsteile (3, 4) auf, von denen das erste Kupplungsteil (3) mit einem Lagerbereich (5) drehbar auf der Spindel (2) geführt ist. Das zweite Kupplungsteil (4) ist drehfest an der Spindel (2) festgelegt. Es ist ein Dämpfungselement (6) zur Dämpfung der sich aus dem Drehspiel ergebenden drehbaren Relativbewegung der beiden Kupplungsteile (3, 4) gegeneinander vorgesehen. Das Dämpfungselement (6) ist zwischen dem ersten Kupplungsteil (3) und der Spindel (2) mit axialem Versatz zum Lagerbereich (5) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung für eine Spindel einer Werkzeugmaschine, insbesondere eines Akkuschraubers, einer Bohrmaschine oder dergleichen mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Kupplungen weisen in bekannten Ausführungen zwei unter Drehspiel ineinandergreifende Kupplungsteile auf. Ein erstes der beiden Kupplungsteile ist dabei drehbar auf der Spindel geführt und das zweite Kupplungsteil drehfest an der Spindel festgelegt. Die Kupplung ist für eine Drehmomentübertragung von der Antriebsseite zur Abtriebsseite vorgesehen, wobei sich die Spindel frei drehen soll. Beim Lösen bzw. Spannen eines Werkzeuges in einem Bohrfutter oder dgl. ist eine Arretierung der Spindel erwünscht, um von Hand ein entsprechendes Drehmoment auf das Spannwerkzeug aufbringen zu können. Dazu ist eine Klemmvorrichtung mit einem Freilauf vorgesehen, die die Spindel bei Anlage eines motor- bzw. antriebsseitigen Drehmomentes freigibt, während bei Anlage eines durch einen Spannvorgang erzeugten abtriebsseitigen Drehmomentes eine Drehbewegung der Spindel gesperrt wird. Zur Betätigung der Sperreinrichtung bzw. des Freilaufes ist ein Drehspiel zwischen den beiden ineinandergreifenden Kupplungsteilen erforderlich.
Insbesondere bei Bohrschraubern, Bohrmaschinen oder vergleichbaren Werkzeugmaschinen im Akku- oder Netzbetrieb kann eine Bremsung der Spindel im Anschluß an einen Schraub- oder Bohrvorgang zweckmäßig sein. Die auf die Spindel wirkende Bremse führt zu einer erwünschten Verzögerung der Drehgeschwindigkeit gegen die Massenträgheit der rotierenden Spannfutter-, Werkzeug- und Spindelmassen. Dabei bewegen sich die ineinandergreifenden Kupplungsteile relativ zueinander von einer eingreifenden Position in eine zweite bei entgegengesetzter Drehrichtung wirkende Eingreifposition. Zwischen beiden Eingreifpositionen liegt das Drehspiel, welches beim plötzlichen Abbremsen durchlaufen wird. Beim Anschlag der beiden Kupplungsteile in der entgegengesetzten Eingriffsposition entsteht nach dem Durchlaufen des Drehspieles ein unerwünschtes Schlaggeräusch.
Zur Minderung des Schlaggeräusches beim plötzlichen Abbremsen oder auch beim plötzlichen Beschleunigen sind entsprechende Kupplungen bekannt, bei denen zwischen den beiden Kupplungsteilen ein oder mehrere Dämpfungselemente angeordnet sind. Eine derartige Anordnung kann zwar zu einer wirksamen Geräuschdämpfung führen, ist jedoch kompliziert im Aufbau und kostenintensiv. Eine entsprechende Kupplung erfordert zusätzliches Bauvolumen und ist aufwendig bei der Montage. Beschädigte Dämpfungselemente können nur nach Zerlegung der Kupplung ausgetauscht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine entsprechende Kupplung einer Werkzeugmaschine mit guten Dämpfungseigenschaften und vereinfachtem Aufbau bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch eine Kupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dazu wird eine Kupplung vorgeschlagen, deren erstes Kupplungsteil mit einem Lagerbereich drehbar auf der Spindel geführt ist und deren zweites Kupplungsteil drehfest an der Spindel festgelegt ist. Ein erstes Dämpfungselement ist zwischen dem ersten Kupplungsteil und der Spindel mit axialem Versatz zum Lagerbereich angeordnet. Die Anordnung des Dämpfungselementes direkt zwischen dem ersten Kupplungsteil und der Spindel führt dazu, daß kein Bauraum zwischen den ineinandergreifenden Kupplungsteilen in Anspruch genommen ist. Das Drehspiel zwischen beiden Kupplungsteilen ist in diesem Bereich nicht behindert. Beide Kupplungsteile können ohne Rücksichtnahme auf das Dämpfungselement montiert werden. Auch kann das Dämpfungselement ohne Zerlegung der beiden Kupplungsteile demontiert bzw. ausgetauscht werden. Der axiale Versatz zwischen dem Dämpfungselement und dem Lagerbereich führt dazu, daß das Dämpfungselement entsprechend groß ausgebildet sein kann. Auch bei größeren Verdrehwinkeln treten nur vergleichsweise geringe Verformungen im Dämpfungselement auf. Das Dämpfungselement unterliegt keinen Lagerkräften. Eine Überlastung des Dämpfungselementes ist vermieden.
In vorteilhafter Weiterbildung ist das Dämpfungselement auf einer dem zweiten Kupplungsteil abgewandten Seite des ersten Kupplungsteiles angeordnet. Der Zugriff auf das Dämpfungselement ist unabhängig vom Montagezustand der beiden Kupplungsteile in einfacher Weise gegeben.
Das Dämpfungselement ist zweckmäßig formschlüssig am ersten Kupplungsteil festgelegt. Es ist eine zuverlässige Kraftübertragung auch nach vielen Lastwechseln gegeben. Montage oder Austausch des Dämpfungselementes erfordern nur geringen Aufwand.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung weist die Spindel mindestens eine und insbesondere zwei etwa parallel zueinander verlaufende Mitnahmeflächen auf, an denen das Dämpfungselement formschlüssig anliegt. Fertigungs-, Montage- und Austauschaufwand sind gering.
Das Dämpfungselement ist vorteilhaft als elastischer Dämpfer ausgebildet. Im Vergleich zu einem Reibdämpfer ergibt sich eine hinsichtlich der erzielbaren Anzahl von Lastwechseln erhöhte Lebensdauer. In einer vorteilhaften Variante hat sich dabei eine Ausbildung des elastischen Dämpfers als elastische, insbesondere aus Kunststoff gefertigte Scheibe herausgestellt. In einer ebenfalls vorteilhaften Alternative ist der elastische Dämpfer als elastische, insbesondere aus Federstahl gefertigte Blattfeder ausgeführt. Beide Varianten führen zu einer guten Dämpfungswirkung bei geringem Fertigungs- und Montageaufwand.
Zur Vermeidung einer Überlastung des Dämpfungselementes ist die drehbare Führung des ersten Kupplungsteiles an der Spindel zweckmäßig auf ein Drehspiel begrenzt. Dabei ist das Drehspiel insbesondere im Zusammenhang mit einer elastischen Scheibe auf +/-12° und im Zusammenhang mit einer Blattfeder auf etwa +/-30° begrenzt. Die genannten Zahlenwerte erlauben eine hinreichende drehende Relativbewegung der beiden Kupplungsteile gegeneinander, ohne daß eine Überlastung des jeweiligen Dämpfungselementes auch nach einer Vielzahl von Lastwechseln auftritt.
Eine wirkungsvolle und zuverlässige Begrenzung des Drehspiels läßt sich zweckmäßig dadurch erreichen, daß die Spindel zwei etwa parallel zueinander verlaufende, insbesondere durch die Mitnahmeflächen gebildete Anlageflächen aufweist, die den Lagerbereich des ersten Kupplungsteiles durchgreifen und dabei Anschläge zur Begrenzung des Drehspiels bilden. Anlageflächen und Mitnahmeflächen können in einem Arbeitsgang gefertigt werden. In Verbindung mit einer Ausführung des ersten Kupplungsteiles, bei der der Lagerbereich als Öffnung mit einer entsprechenden Kontur ausgebildet ist, ergibt sich eine präzise Drehführung des ersten Kupplungsteiles auf der Spindel mit ebenso präzise definierten Anschlägen. Die Öffnung im ersten Kupplungsteil weist dabei zweckmäßig eine Kontur auf, die aus Kreissegmenten und im Bereich der Anlageflächen aus nach innen hervorstehenden Seitenflächen zusammengesetzt ist. Die Kreissegmente erzeugen eine präzise Zentrierung des ersten Kupplungsteiles auf der Spindel. Die nach innen gewölbten Anlageflächen bilden dabei die entsprechenden Anschläge für die Anlageflächen der Spindel.
Insbesondere bei einem vergleichsweise kleinen Drehspiel von etwa +/-12° haben sich ballig ausgebildete Seitenflächen der Öffnung im ersten Kupplungsglied als zweckmäßig herausgestellt. Die ebenen Anlageflächen können dabei im Bereich des Drehspiels auf den balligen Flächen abrollen, wodurch der Verschleiß verringert ist. Bei einem vergleichsweise großen vorgesehenen Drehspiel von etwa +/-30° ist eine Ausbildung der entsprechenden Seitenflächen mit ebenen, eine radiale Richtungskomponente aufweisenden Teilflächen zweckmäßig. Die ebenen Teilflächen bilden Anschläge, an denen die entsprechenden Anlageflächen der Spindel flächig zur Anlage kommen können. Die flächige Anlage führt zu geringen Flächenpressungen und damit zu geringem Verschleiß.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1
in einer perspektivischen Explosionsdarstellung die Einzelteile einer erfindungsgemäßen Kupplung mit einer elastischen Scheibe als Dämpfungselement;
Fig. 2
in einer Frontansicht das erste Kupplungsteil der Anordnung nach Fig. 1 mit ballig ausgeführten Sei- tenflächen des Lagerbereiches;
Fig. 3
das erste Kupplungsteil nach Fig. 2 mit eingelegter Dämpfungsscheibe und hindurchgeführter Spindel;
Fig. 4
in perspektivischer Explosionsdarstellung eine Vari- ante der Anordnung nach den Fig. 1 bis 3 mit einer Blattfeder als Dämpfungselement;
Fig. 5
in einer Frontansicht das erste Kupplungsteil der Anordnung nach Fig. 4 mit ebenen, eine radiale Rich- tungskomponente aufweisenden Teilflächen im Lagerbe- reich;
Fig. 6
das erste Kupplungsteil nach Fig. 5 mit montierter Blattfeder und hindurchgeführter, relativ verdrehter Spindel.
Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Explosionszeichnung eine Kupplung 1 für eine Spindel 2 eines akkubetriebenen Bohrschraubers. Es kann auch eine Bohrmaschine oder eine vergleichbare Werkzeugmaschine mit Akku- oder Netzbetrieb vorgesehen sein. Die Spindel 2 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Werkzeugspindel, an deren abtriebsseitigen Ende 19 eine Werkzeugaufnahme 18 vorgesehen ist. Die Kupplung 1 umfaßt ein erstes und ein zweites Kupplungsteil 3, 4 sowie ein Dämpfungselement 6. Die Kupplung 1 ist an der Spindel 2 im Bereich ihres dem abtriebsseitigen Ende 19 gegenüberliegenden antriebsseitigen Ende 20 angeordnet. Die Spindel 2 ist zusammen mit der Kupplung 1 um eine Drehachse 17 drehbar.
Das erste Kupplungsteil 3 weist einen Lagerbereich 5 auf, mittels dessen das erste Kupplungsteil 3 drehbar auf der Spindel 2 geführt ist. Im Bereich des antriebsseitigen Endes 20 weist die Spindel 2 zwei parallel zueinander liegende Anlageflächen 12 auf. Das zweite Kupplungsteil 4 ist mittig mit einer Öffnung 24 versehen, deren Kontur dem Querschnitt der Spindel 2 im Bereich der Anlageflächen 12 entspricht. Im montierten Zustand ist das zweite Kupplungsteil 4 mit seiner Öffnung 24 auf die Anlageflächen 12 geschoben, woraus sich eine formschlüssige drehfeste Verbindung zwischen der Spindel 2 und dem zweiten Kupplungsteil 4 ergibt. Das Dämpfungselement 6 ist zwischen dem ersten Kupplungsteil 3 und der Spindel 2 mit axialem Versatz zum Lagerbereich 5 angeordnet.
Es kann auch eine Ausführung zweckmäßig sein, bei der anstelle der die Spindel 2 bildenden Werkzeugspindel eine Antriebsspindel vorgesehen ist. Wegen der sich daraus ergebenden umgekehrten Kraftschlußrichtung sind die Teile der Kupplung 1 dann in entsprechender Anordnung zu montieren.
Das erste Kupplungsteil 3 weist auf seiner dem zweiten Kupplungsteil 4 zugewandten Seite eine Anzahl von Klauen 25 auf. Das zweite Kupplungsteil 4 ist aus einer Anzahl von Kupplungselementen 21 gebildet, die konzentrisch rings um ein Nabenteil 23 angeordnet sind. Die Kupplungselemente 21 weisen auf ihrer dem ersten Kupplungsteil 3 zugewandten Seite jeweils zwei Klauen 22 auf. Zwei benachbarte Klauen 22 jeweils zweier benachbarter Kupplungselemente 21 greifen im montierten Zustand in die stirnseitigen Zwischenräume zwischen den Klauen 25 des ersten Kupplungsteiles 3. Die Erstreckung eines Paares von Klauen 22 in Umfangsrichtung ist geringer als der Freiraum zwischen zwei Klauen 25 des ersten Kupplungsteiles 3, woraus sich ein Drehspiel zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungsteil 3, 4 ergibt.
Das erste Kupplungsteil 3 weist auf seiner dem zweiten Kupplungsteil 4 abgewandten Seite 7 eine etwa kreisförmige Vertiefung 26 auf, an deren Umfangswand sich Nasen 27 radial nach innen erstrecken. Die Vertiefung 26 liegt dabei mit radialem Versatz zum Lagerbereich 5. In der Vertiefung 26 ist das Dämpfungselement 6 gehalten, welches im gezeigten Ausführungsbeispiel als elastischer Dämpfer 9 in Form einer elastischen, aus Kunststoff gefertigten Scheibe 10 ausgeführt ist. Die Scheibe 10 weist eine Anzahl von Aussparungen 28 auf, in die die Nasen 27 eingreifen und damit die elastische Scheibe 10 formschlüssig halten. Die elastische Scheibe 10 ist mittig mit einer Öffnung 29 versehen, deren Kontur dem Querschnittsverlauf der Spindel 2 im Bereich der Anlageflächen 12 entspricht. Im montierten Zustand durchgreift dabei die Spindel 2 mit ihrem Bereich der Anlageflächen 12 sowohl die Öffnung 24 im zweiten Kupplungsteil 4 als auch eine den Lagerbereich 5 bildende Öffnung 13 im ersten Kupplungsteil 3 und die Öffnung 29 in der elastischen Scheibe 10. Die Öffnung 29 der elastischen Scheibe 10 umschließt dabei spielfrei die Spindel 2. Die Anlageflächen 12 bilden dabei zwei parallel zueinander sich gegenüberliegende Mitnahmeflächen 8, an denen die elastische Scheibe 10 formschlüssig anliegt.
Fig. 2 zeigt in einer antriebsseitigen Stirnansicht das erste Kupplungsteil 3 nach Fig. 1 mit Einzelheiten zur mittigen Öffnung 13. Die Öffnung 13 weist eine Kontur auf, die aus Kreissegmenten 14 und im Bereich der Anlageflächen 12 (Fig. 1) aus nach innen hervorstehenden Seitenflächen 15 zusammengesetzt ist. Die Seitenflächen 15 sind dabei ballig ausgebildet und bilden zusammen mit den Anlageflächen 12 Anschläge zur Begrenzung des Drehspieles zwischen dem ersten Kupplungsteil 3 und dem zweiten Kupplungsteil 4. Die ballige Form der Seitenflächen 15 ist so gewählt, daß sich ein Drehspiel von etwa +/-12° bezogen auf eine Mittellinie 30 ergibt.
Fig. 3 zeigt das erste Kupplungsteil 3 nach Fig. 2 mit in der Vertiefung 26 (Fig. 2) formschlüssig gehaltenen elastischen Scheibe 10, wobei die Spindel 2 durch die Öffnung 13 (Fig. 2) und die Öffnung 29 hindurchgeführt ist. Die Spindel 2 liegt dabei mittels ihrer Mitnahmeflächen 8 flächig, spielfrei und in Drehrichtung formschlüssig in der Öffnung 29. Im unbelasteten Zustand führt die elastische Federkraft der elastischen Scheibe 10 zu einer Relativpositionierung des ersten Kupplungsteiles 3 in einer durch die Mittellinie 30 (Fig. 2) angedeuteten Mittelstellung relativ zum zweiten Kupplungsteil 4 (Fig. 1). In dieser Mittelstellung stehen die Klauen 22, 25 (Fig. 1) nicht im Eingriff. Ausgehend von dieser Mittelstellung kann unabhängig von der Drehrichtung der Spindel 2 und unabhängig von einem Beschleunigungs- oder Bremsvorgang eine Relativbewegung zwischen den beiden Kupplungsteilen 3, 4 bis zum Anschlag der Klauen 22, 25 erfolgen, wobei die elastische Scheibe 10 in beide Drehrichtungen durch elastische Verformungen zu einer Dämpfung des Anschlages der Klauen 22, 25 gegeneinander führt.
Fig. 4 zeigt in einer perspektivischen Explosionsdarstellung eine Variante der Anordnung nach den Fig. 1 bis 3, bei der als elastischer Dämpfer 9 eine aus Federstahl gefertigte Blattfeder 11 vorgesehen ist. Die Vertiefung 26 am ersten Kupplungsteil 3 weist zwei Taschen 31 auf, in der die Blattfeder 11 mittels zweier gebogener Federenden 32 formschlüssig gehalten ist. Die U-förmig gebogene Blattfeder 11 liegt mit zwei etwa parallel zueinander verlaufenden Schenkeln 33 im montierten Zustand flächig und formschlüssig an den Mitnahmeflächen 8 der Spindel 2 an.
Fig. 4 zeigt noch weitere Einzelheiten zum zweiten Kupplungsteil 4, demnach das Nabenteil 23 als fünfeckige Scheibe ausgeführt ist, an deren Umfangsflächen fünf als Einzelteile ausgebildete Kupplungselemente 21 im montierten Zustand anliegen.
Die Öffnung 13 im ersten Kupplungsteil 3 weist eine von der in den Fig. 1 und 2 beschriebenen Form abweichende Kontur auf. Einzelheiten dazu sind im Zusammenhang mit Fig. 5 und Fig. 6 beschrieben. In den übrigen Merkmalen und Bezugszeichen stimmt die Anordnung nach Fig. 4 mit der Anordnung nach den Fig. 1 bis 3 überein.
Fig. 5 zeigt in einer Stirnansicht das erste Kupplungsteil 3 nach Fig. 4. Die mittige Öffnung 13 im ersten Kupplungsteil 3 weist eine Kontur auf, die aus Kreissegmenten 14 und im Bereich der Anlageflächen 12 bzw. der Mitnahmeflächen 8 aus nach innen hervorstehenden Seitenflächen 15 zusammengesetzt ist. Dabei weisen die Seitenflächen 15 ebene Teilflächen 16 mit einer radialen Richtungskomponente im Winkel von 30° zur Mittellinie 30 auf.
Fig. 6 zeigt das erste Kupplungsteil 3 nach Fig. 5, bei dem in den Vertiefungen 26 die Blattfeder 11 formschlüssig gehalten ist. Die Spindel 2 durchgreift sowohl die Öffnung 13 als auch den Zwischenraum zwischen den beiden Schenkeln 33 der Blattfeder 11. Die Spindel 2 ist relativ zum ersten Kupplungsteil um 30° verdreht gezeichnet, wobei die durch die Mitnahmeflächen 8 gebildeten Anlageflächen 12 (Fig. 1) auf Anschlag zu den Teilflächen 16 gehen. Die U-förmig angeordneten Schenkel 33 sind dabei elastisch verformt. Aus der elastischen Verformung und der Reibung an den Mitnahmeflächen 8 ergibt sich eine Dämpfung des Drehspieles zwischen dem ersten Kupplungsteil 3 und dem zweiten Kupplungsteil 4 (Fig. 4). Das Drehspiel ist dabei durch die Mitnahmeflächen 8 bzw. Anlageflächen 12 und die Teilflächen 16 auf +/-30° (Fig. 5) begrenzt.
Anstelle der gezeigten Blattfeder 11 kann auch eine Drahtfeder mit rundem Querschnitt oder eine Kunststoffeder vorgesehen sein. Es kann auch zweckmäßig sein, anstelle der Dämpfungselemente 6 der Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1 bis 6 einen Reibungsdämpfer oder dgl. vorzusehen.

Claims (14)

  1. Kupplung (1) für eine Spindel (2) einer Werkzeugmaschine, insbesondere eines Akkuschraubers, einer Bohrmaschine oder dergleichen, mit zwei unter Drehspiel ineinandergreifenden Kupplungsteilen (3, 4), von denen das erste Kupplungsteil (3) mittels eines Lagerbereiches (5) drehbar auf der Spindel (2) geführt ist und das zweite Kupplungsteil (4) drehfest an der Spindel (2) festgelegt ist, und mit einem Dämpfungselement (6) zur Dämpfung der sich aus dem Drehspiel ergebenden drehbaren Relativbewegung der beiden Kupplungsteile (3, 4) gegeneinander,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (6) zwischen dem ersten Kupplungsteil (3) und der Spindel (2) mit axialem Versatz zum Lagerbereich (5) angeordnet ist.
  2. Kupplung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (6) auf einer dem zweiten Kupplungsteil (4) abgewandten Seite (7) des ersten Kupplungsteiles (3) angeordnet ist.
  3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (6) formschlüssig an dem ersten Kupplungsteil (3) festgelegt ist.
  4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (2) mindestens eine und insbesondere zwei etwa parallel zueinander verlaufende Mitnahmeflächen (8) aufweist, an denen das Dämpfungselement (6) formschlüssig anliegt.
  5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (6) als elastischer Dämpfer (9) ausgebildet ist.
  6. Kupplung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Dämpfer (9) als elastische, insbesondere aus Kunststoff gefertigte Scheibe (10) ausgeführt ist.
  7. Kupplung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Dämpfer (9) als elastische, insbesondere aus Federstahl gefertigte Blattfeder (11) ausgeführt ist.
  8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Führung des ersten Kupplungsteiles (3) an der Spindel (2) auf ein Drehspiel begrenzt ist.
  9. Kupplung nach den Ansprüchen 6 und 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Drehspiel etwa +/-12° beträgt.
  10. Kupplung nach den Ansprüchen 7 und 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Drehspiel etwa +/-30° beträgt.
  11. Kupplung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (2) zwei etwa parallel zueinander verlaufende, insbesondere durch die Mitnahmeflächen (8) gebildete Anlageflächen (12) aufweist, die den Lagerbereich (5) des ersten Kupplungsteiles (3) durchgreifen und Anschläge zur Begrenzung des Drehspiels bilden.
  12. Kupplung nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbereich (5) als Öffnung (13) mit einer Kontur ausgebildet ist, die aus Kreissegmenten (14) und im Bereich der Anlageflächen (12) aus nach innen hervorstehenden Seitenflächen (15) zusammengesetzt ist.
  13. Kupplung nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (15) ballig ausgebildet sind.
  14. Kupplung nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (15) ebene Teilflächen (16) mit einer radialen Richtungskomponente aufweisen.
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