EP3983185A1 - Werkzeugvorrichtung und verfahren - Google Patents

Werkzeugvorrichtung und verfahren

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Publication number
EP3983185A1
EP3983185A1 EP20723313.1A EP20723313A EP3983185A1 EP 3983185 A1 EP3983185 A1 EP 3983185A1 EP 20723313 A EP20723313 A EP 20723313A EP 3983185 A1 EP3983185 A1 EP 3983185A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft
braking
brake
tool device
brake body
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Withdrawn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
EP20723313.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Julian SCHNECK
Christian SCHOCK
Markus Schmid
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.)
Festool GmbH
Original Assignee
Festool 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 Festool GmbH filed Critical Festool GmbH
Publication of EP3983185A1 publication Critical patent/EP3983185A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27B—SAWS FOR WOOD OR SIMILAR MATERIAL; COMPONENTS OR ACCESSORIES THEREFOR
    • B27B5/00—Sawing machines working with circular or cylindrical saw blades; Components or equipment therefor
    • B27B5/29—Details; Component parts; Accessories
    • B27B5/38—Devices for braking the circular saw blade or the saw spindle; Devices for damping vibrations of the circular saw blade, e.g. silencing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D47/00—Sawing machines or sawing devices working with circular saw blades, characterised only by constructional features of particular parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/70—Stationary or movable members for carrying working-spindles for attachment of tools or work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B23/00—Portable grinding machines, e.g. hand-guided; Accessories therefor
    • B24B23/02—Portable grinding machines, e.g. hand-guided; Accessories therefor with rotating grinding tools; Accessories therefor
    • B24B23/028—Angle tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/04—Headstocks; Working-spindles; Features relating thereto
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B47/00—Drives or gearings; Equipment therefor
    • B24B47/26—Accessories, e.g. stops
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION 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
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27G—ACCESSORY MACHINES OR APPARATUS FOR WORKING WOOD OR SIMILAR MATERIALS; TOOLS FOR WORKING WOOD OR SIMILAR MATERIALS; SAFETY DEVICES FOR WOOD WORKING MACHINES OR TOOLS
    • B27G19/00—Safety guards or devices specially adapted for wood saws; Auxiliary devices facilitating proper operation of wood saws
    • B27G19/008—Safety guards or devices specially adapted for wood saws; Auxiliary devices facilitating proper operation of wood saws with sensing of human contact or proximity with the blade
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D63/00—Brakes not otherwise provided for; Brakes combining more than one of the types of groups F16D49/00 - F16D61/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27G—ACCESSORY MACHINES OR APPARATUS FOR WORKING WOOD OR SIMILAR MATERIALS; TOOLS FOR WORKING WOOD OR SIMILAR MATERIALS; SAFETY DEVICES FOR WOOD WORKING MACHINES OR TOOLS
    • B27G21/00—Safety guards or devices specially designed for other wood-working machines auxiliary devices facilitating proper operation of said wood-working machines

Definitions

  • the invention relates to a tool device with a shaft.
  • the tool device preferably comprises a drivable tool which is coupled to the shaft.
  • EP 1 234 285 B1 describes a table saw with a
  • Brake mechanism comprising at least one pawl that is used to stop the rotating saw blade in engagement with the
  • An object of the invention is to provide a
  • the object is achieved by a tool device according to claim 1.
  • the tool device comprises a
  • Braking device with at least one in particular as
  • Brake disc executed brake body and a
  • the tool device is designed, in the context of a braking process, to change the braking device from a release state to a supply state
  • Release status rotates with the shaft.
  • the at least one Brake body and the shaft provided and converted the relative rotational movement into an axial movement of the brake body towards the brake section.
  • the at least one brake body is in contact with the braking section and exerts a braking force on the shaft, so that the shaft is braked.
  • the tool is expediently braked by braking the shaft.
  • Tool device the tool and / or the at least one brake body expediently undamaged and / or still usable even after braking of the tool, so that no replacement is required for further operation.
  • the tool device described can be operated with less effort.
  • the invention also relates to a method for braking a shaft of a tool device, comprising the step:
  • a brake device which has at least one brake body, in particular designed as a brake disc, and a brake section, from a release state in which the at least one brake body is coupled non-rotatably to the shaft, so that the at least one brake body rotates with the shaft, via a feed state, in which the at least one brake body one through a relative
  • Rotary movement between the at least one brake body and the shaft performed axial movement towards the brake section, in a braking state in which the at least one brake body is in contact with the brake section and exerts a braking force on the shaft so that the shaft is braked.
  • the method is carried out with a tool device described here.
  • Figure 1 is a schematic representation of a
  • FIG. 2 a braking device in a released state
  • FIG. 3 a sectional view of the braking device
  • FIG. 4 the braking device in a supply state
  • Figure 5 shows the braking device in a braking state
  • Figure 6 shows a reset mechanism in an inactive
  • the x-direction, y-direction and z-direction are aligned orthogonally to one another.
  • the x-direction and y- Direction can also be used as the horizontal direction and the z direction as
  • the mentioned directions “radial direction” and “axial direction” are to be understood in particular in relation to the longitudinal axis of the shaft 2.
  • the longitudinal axis or axial direction of the shaft 2 runs, for example, parallel to the x direction.
  • axial movement means, in particular, a movement parallel to the longitudinal axis of the shaft 2.
  • FIG. 1 shows a tool device 10 with a drivable tool 1.
  • the tool device 10 comprises a shaft 2 which is coupled to the tool 1 and via which the tool 1 can expediently be driven.
  • the tool device 10 comprises a braking device 12, which is shown by way of example in FIGS. 2 to 5.
  • the braking device 12 comprises at least one brake body 3.
  • the at least one brake body 3 is expediently designed as a brake disk.
  • the tool device 10 comprises a shaft 2 which is coupled to the tool 1 and via which the tool 1 can expediently be driven.
  • the tool device 10 comprises a braking device 12, which is shown by way of example in FIGS. 2 to 5.
  • the braking device 12 comprises at least one brake body 3.
  • the at least one brake body 3 is expediently designed as a brake disk.
  • the at least one brake body 3 is expediently designed as a brake disk.
  • Brake device 12 two brake bodies 3 - a first
  • the tool device 10 further comprises a
  • Brake section 14 The example is located
  • Brake section 14 in the axial direction of the shaft 2 between the two brake bodies 3A, 3B.
  • the shaft 2 is preferably rotatably mounted on the braking section 14.
  • the tool device 10 is designed, in the context of a braking process, the braking device 12 by a
  • the release status is shown by way of example in FIGS. 2 and 3. At least one is in the enabled state
  • Brake body 3 coupled to shaft 2 in a rotationally fixed manner, so that the at least one brake body 3 rotates with shaft 2 in the released state (about the longitudinal axis of the shaft).
  • the non-rotatable coupling is in particular such that the at least one brake body 3, preferably both brake bodies 3A, 3B, in a state in which the shaft 2 rotates, rotates with the shaft 2 (at the same rotational speed) and in a state in which the shaft does not rotate, the brake body 3, preferably both brake bodies 3A, 3B, also does not rotate.
  • both brake bodies 3A, 3B are coupled in a rotationally fixed manner to the shaft 2 and rotate with the shaft 2 when the shaft 2 rotates.
  • Coupling mechanism to provide the non-rotatable
  • the coupling mechanism is designed as an example, the rotationally fixed coupling by
  • the coupling mechanism expediently comprises at least one coupling section 15, for example a nut, which is fixed against rotation on the shaft 2
  • the shaft 2 can expediently rotate freely and is in particular not of the
  • Braking device 12 braked.
  • the bracket 12 Braking device 12 braked.
  • Braking device 12 enters the release state in normal operation - that is, in particular when shaft 2 and the shaft rotate
  • Tool 1 and, for example, when machining workpiece 11 with tool 1.
  • the tool device 10 is designed that
  • FIG. 4 shows the braking device 12 in the delivery state.
  • the shaft 2 preferably has a higher rotational speed than the brake body 3 during the relative rotational movement.
  • the relative rotational movement is in particular thereby
  • the at least one brake body 3 preferably both brake bodies 3A, 3B, is rotatively braked relative to the shaft 2. This is done, for example, in that an actuation section 16 with the at least one
  • Brake body 3 is brought into contact. By braking the at least one brake body 3, the non-rotatable coupling between the at least one brake body 3 and the shaft 2 is released, so that the at least one brake body 3 is no longer rotatably coupled to the shaft 2 and rotates relative to the shaft 2.
  • the shaft 2 rotates in Delivery state faster than the at least one brake body 3, in particular faster than both brake bodies 3A, 3B.
  • Brake body 3 brakes to the relative rotational movement
  • the tool device 10 can also provide
  • the axial movement 31 is provided by a thread 4 which is arranged in particular on the shaft 2 and with which the at least one brake body 3 is in engagement.
  • the thread 4 is expediently the relative
  • Rotary movement between the at least one brake body 3 and the shaft 2 is converted into a relative axial movement between the at least one brake body 3 and the shaft 2.
  • FIG. 5 shows the braking device 12 in the braking state.
  • the at least one brake body has 3,
  • the at least one brake body 3 is in contact with the brake section 14 and exerts a braking force on the shaft 2, so that the shaft 2 and thereby also the
  • Tool 1 can be braked.
  • the contact between the at least one brake body 3 and the brake section 14 creates a (further) relative
  • the shaft 2 can only move with continued axial movement of the Turn the brake body 3 further relative to the brake body 3.
  • Brake section 14 the rotational movement of the shaft 2 also stopped relative to the brake section 14.
  • the braking section 14 is expediently a stationary part of the tool device 10. Consequently, the shaft 2 and The tool 1 is expediently also stopped relative to a stationary part of the tool device 10.
  • the braking device 12 is designed in particular to be self-locking and / or self-reinforcing. As soon as a brake body 3A, 3B makes contact with the brake section 14, the braking effect on the shaft 2 is increased with each further rotation of the shaft 2. In particular, the brake bodies 3A, 3B become stronger with each further rotation of the shaft 2 against the
  • Tool device 10 as a hand-held machine
  • the tool device 10 is preferably designed as a chop saw, plunge-cut saw, pendulum hood saw, band saw, jigsaw, router and / or angle grinder.
  • the tool device 10 is in particular a power tool.
  • the tool device 10 comprises, for example, the tool 1, the shaft 2, a drive unit 5, an actuator unit 6, and a control unit 7
  • Tool device 10 expediently has a support structure 8 and / or a support surface 9.
  • the support structure 8 is exemplarily designed as a housing. In the support structure 8 are expediently
  • Control unit 7 housed.
  • the support surface 9 is exemplarily arranged on the top of the support structure 8.
  • the support surface 9 is used for
  • Support surface 9 represents an x-y plane. As an example, the tool 1 protrudes from the support surface 9, in particular in the z direction.
  • the drive unit 5 is designed, for example, as a rotary drive, in particular as an electric rotary drive.
  • the drive unit 5 serves to drive the tool 1, in particular to set the tool 1 in rotation, preferably in a clockwise direction.
  • the tool 1 is coupled to the drive unit 5 via the shaft 2.
  • the drive unit 5 is designed to drive the shaft 2, in particular to set it in rotation, which in turn drives the tool 1.
  • Tool 1 is an example non-rotatably connected to the shaft 2 so that the tool 1 rotates with the rotating shaft 2.
  • the shaft 2 is in particular a shaft of the drive train of the tool device 10.
  • the shaft 2 and the tool 1 are opposite the support structure 8
  • the shaft 2 is aligned with its longitudinal axis parallel to the x direction.
  • Wave 2 has one as an example
  • the axis of rotation of the tool 1 is expediently aligned parallel to the x direction.
  • the shaft 2 and the tool 1 are aligned coaxially to one another.
  • the actuator unit 6 is expediently used to control the actuator unit 6
  • the control unit 7 is expediently designed, the drive unit 5 a drive unit control signal
  • the control unit 7 is
  • the control unit 7 is
  • the operating state is in particular an emergency state.
  • Emergency state is in particular a potentially dangerous situation for a user in which the
  • the control unit 7 is expediently designed, the emergency state on the basis of a detected contact between the tool 1 and the
  • the tool device 10, in particular the control unit 7, is preferably designed to supply an electrical detection signal to the tool 1 and to detect the emergency state on the basis of a change in the detection signal.
  • the tool device 10 is expediently
  • control unit 7 is designed to supply the tool 1 with the electrical detection signal by capacitive coupling.
  • the tool device 10, in particular the control unit 7, is expediently designed to detect the emergency state, in particular the contact between the tool 1 and the human body, on the basis of a capacitive change. More details on how to capture the
  • the control unit 7 is expediently also designed to detect a kickback as the emergency state.
  • doctor is particularly intended to mean a state in which, during the machining of the workpiece 11 by the
  • Tool device 10 a sudden and unexpected force occurs between the tool device 10 and the workpiece 11, by means of which the tool device 10 and / or the workpiece 11 is set in motion.
  • the tool device 10 expediently comprises a sensor device, for example an acceleration sensor and / or a force sensor, in particular one
  • Strain gauge arrangement for recording the kickback is described, for example, in WO 2019/020307 A1.
  • the tool device 10 is expediently designed to bring the tool 1 to a standstill within 5 ms or less by performing the braking process
  • the braking device 12 With reference to FIGS. 2 to 5, the braking device 12 will be discussed in greater detail below. Appropriately, the braking device 12 is in the
  • the braking device 12 is in particular a brake that is actively switched (preferably via the control unit 7 and / or the actuator unit 6).
  • the braking device 12 is particularly reversible so that it can be switched back from the braking state to the release state (and from there expediently back into the braking state), preferably without having to replace a component of the braking device 12.
  • the braking device 12 comprises, for example, the shaft 2, the braking bodies 3, the braking section 14, the coupling sections 15 and the actuation section 16.
  • the shaft 2 is aligned with its longitudinal axis parallel to the x-direction.
  • the shaft 2 runs through the brake body 3, the coupling sections 15 and expediently also through the brake section 14.
  • the Brake body 3 are arranged distributed in the x direction.
  • the brake bodies 3 are in particular aligned coaxially to the shaft 2 and coaxially to one another.
  • the braking section 14 is arranged between the braking bodies 3 in the x direction.
  • Brake section 14 and the brake bodies 3 are arranged together in the x direction between the coupling sections 15.
  • Coupling sections 15 do not overlap one another in the x direction.
  • the actuation section 16 is in particular shown in FIG.
  • the coupling sections 15 and the brake body 3 are coupled to one another in a rotationally test.
  • the brake bodies 3 are frictionally and / or positively connected to the shaft 2 in the released state.
  • the shaft 2 is in the release state
  • Brake body 3 not rotatably coupled to one another.
  • the shaft 2 can rotate relative to the brake bodies 3.
  • Brake body 3 in particular both brake bodies 3A, 3B, in the feed state in the same direction of rotation.
  • the shaft 2 is still freely rotatable with respect to the braking section 14 in the feed state.
  • the brake bodies 3 are not in contact with the braking section 14 in the feed state.
  • the actuation section 16 is expediently in contact with the brake bodies 3 in the released state.
  • the brake bodies 3 and the shaft 2 are coupled to the brake section 14 in a rotationally fixed manner.
  • the brake bodies 3 are in contact with the braking section 14 in the braking state.
  • the brake bodies 3 will be discussed in greater detail below.
  • first brake body 3A there are two brake bodies 3 - a first brake body 3A and a second brake body 3B.
  • only one brake body 3 is present; i.e. the first brake body 3A or the second
  • Brake body 3B is not present in the alternative embodiment.
  • the two brake bodies 3A, 3B are expediently designed to correspond to one another. Explanations relating to a brake body 3 apply in particular to both brake bodies 3A, 3B. Furthermore, explanations apply that relate to the first brake body 3A,
  • the brake bodies 3A, 3B are exemplarily designed as brake disks.
  • the first brake body 3A can also be used as the first brake disc and the second brake body 3B as the second
  • Brake disc are referred to.
  • the brake bodies 3 are expediently separate parts from one another.
  • the two brake bodies 3A, 3B run separately from one another on the shaft 2.
  • Each brake body 3A, 3B comprises one example
  • the end face facing the braking section 14 is oriented perpendicular to the x direction.
  • the respective contact area 17 of each brake body 3A, 3B lies on the
  • Brake bodies 3A, 3B are aligned facing each other by way of example.
  • Each brake body 3A, 3B also includes, for example, a respective cylinder section 19 which is aligned coaxially with the shaft 2.
  • Each cylinder section 19 is on the end face facing away from the brake section 14 of the respective
  • Each brake body 3A, 3B is with its end facing away from the brake section 14, in particular with the
  • Cylinder section 19 in contact with a respective one
  • Coupling section 15 This expediently provides the rotationally fixed coupling to the shaft 2,
  • the brake body threads 22A, 22B are expediently designed as internal threads. Each brake body thread 22A, 22B is expediently arranged in an opening arranged centrally in the respective brake body 3A, 3B, in particular centrally in the respective disk section 18 and / or cylinder section 19. Wave 2 will be discussed in more detail below:
  • the shaft 2 is exemplarily designed as a drive spindle.
  • the shaft 2 is preferably designed as a threaded shaft.
  • the shaft 2 is expediently torque-resistant with a
  • the shaft 2 has the first thread 4A by way of example.
  • the first thread 4A is in engagement with the first brake body 3A, in particular with the first brake body thread 22A.
  • Thread 4B The second thread 4B is offset from the first thread 4A in the x direction.
  • the second thread 4B is in engagement with the second brake body 3B, in particular with the second brake body thread 22B.
  • the first thread 4A differs in its direction of rotation from the second thread 4B.
  • the direction of rotation of the first thread 4A is preferably opposite to the direction of rotation of the second thread 4B.
  • the first thread 4A is expediently a right-hand thread and the second thread 4B is a left-hand thread.
  • the first thread 4A is a left-hand thread and the second thread 4B is a right-hand thread.
  • the braking device 12 comprises the two threads 4A, 4B. According to an alternative
  • the brake device comprises only one thread 4A or 4B.
  • the tool device 10 is designed to convert the relative rotational movement 30 between each brake body 3A, 3B and the shaft 2 into the axial movement 31A, 31B of each brake body 3A, 3B to implement the braking element 14.
  • Tool device 10 is designed in particular in
  • the two brake bodies 3A, 3B are fed by the two brake bodies 3A, 3B.
  • the brake bodies 3A, 3B expediently move towards one another when the axial movements 31A, 31B are carried out.
  • the tool device 10 has a transfer mechanism which is exemplified by the
  • Thread 4A, 4B and the brake body thread 22A, 22B is formed. Through the engagement of the first thread 4A with the first brake body thread 22A, the first brake body 3A with a relative rotational movement between the first
  • Brake body 3A and the shaft 2 are displaced in the first axial movement 31A towards the brake section 14.
  • the first axial movement 31A towards the brake section 14.
  • Axial movement 31A runs antiparallel to the x direction, for example. Due to the engagement of the second thread 4B with the second brake body thread 22B, the second brake body 3B is set in a second axial movement 31B towards the brake section 14 during a relative rotational movement between the second brake body 3B and the shaft 2.
  • Axial movement 33B runs, for example, parallel to the x direction.
  • the braking section 14 will be discussed next.
  • the braking section 14 is part of the exemplary embodiment
  • Support structure 8 or is non-rotatably connected to the support structure 8, in particular to that designed as a housing
  • the braking section 14 is in particular a stationary section.
  • the braking section 14 expediently does not rotate with the shaft 2.
  • Brake section 24 is designed to have a force and / or torque acting on shaft 2 in the braking state
  • the braking section 14 has, for example, a plate-shaped basic shape.
  • the brake section 14 is designed in particular as a brake block and / or bearing block.
  • the side of the braking section 14 with the largest surface area is aligned, for example, normal to the x-direction.
  • the braking section 14 has a first braking surface 21A which faces the first braking body 3A and is in contact with the first braking body 3A in the braking state.
  • the braking section 14 furthermore has a second braking surface 21B which faces the second braking body 3B and is in contact with the second braking body 3B in the braking state.
  • the first braking surface 21A and the second braking surface 22B are oriented in opposite directions.
  • the braking section 14 has, for example, an opening through which the shaft 2 is guided.
  • the braking section 14 expediently comprises a rotary bearing 24, in particular a roller bearing, which supports the shaft 2.
  • the coupling sections 15 will be discussed in greater detail below.
  • the coupling sections 15 serve to provide the rotationally fixed coupling between the brake bodies 3A, 3B and the shaft 2 in the released state.
  • the coupling sections 15 are designed in particular to provide the non-rotatable coupling as a releasable non-rotatable coupling.
  • Two coupling sections 15 are present as an example. In an alternative embodiment, in particular one
  • the coupling sections 15 are each designed as a nut and screwed onto the shaft 2. According to an alternative embodiment, the coupling sections 15 are part of the shaft 2.
  • Each coupling section 15 is in particular with its respective end face in contact with a respective one
  • Brake body 3A, 3B Appropriate is everyone
  • Coupling section 15 is pressed against a respective brake body 3A, 3B in particular in the axial direction.
  • the actuation section 16 will be discussed in greater detail below.
  • the actuation section 16 serves to control the brake body 3A
  • the actuation section 16 serves to brake the brake bodies 3A, 3B rotatively by contact (while the shaft 2 expediently continues to rotate).
  • the actuation section 16 has, for example, two actuation sections 32 - a first actuation section 32A for actuating the first brake body 3A and a second actuation section 32B for actuation of the second brake body 3B.
  • the actuation section 16 is exemplarily U-shaped, the actuation sections 32 being formed by respective legs.
  • the actuation section 16 is expediently activated by the actuator unit 6 towards the
  • Brake bodies 3 offset in order to actuate the brake body 3.
  • the actuation movement includes in particular one
  • the actuation movement is in particular a movement of the actuation section 16 relative to the brake bodies 3.
  • the actuator unit 6 expediently comprises one
  • the actuator unit 6 expediently comprises a lifting magnet and / or a
  • the actuator unit 6 comprises a pneumatic cylinder in order to set the actuation section 16 into the actuation movement. Furthermore, the actuator unit 6 can be used to offset the
  • Actuating section 16 in the actuating movement include a differently designed actuator, in particular a piezoelectric actuator, an electromagnetic actuator, a shape memory alloy actuator (SMA actuator), a
  • Electroactive polymer actuator EAP actuator
  • MSN actuator magnetic shape memory actuator
  • pneumatic actuator a hydraulic actuator
  • hydraulic actuator a pyroactuator
  • mechanical actuator an electrostrictive actuator and / or a thermal actuator.
  • the tool device 10 is preferably designed to move the actuation section 16 into the actuation movement
  • the feeding status changes.
  • the tool device 10 is expediently designed, the actuation section 16 based on the detected
  • Tool device 10 can also be designed in such a way that braking device 12 is triggered in a different manner - that is, not by an actuator unit.
  • braking device 12 is triggered in a different manner - that is, not by an actuator unit.
  • Braking device 12 are torque-actuated. That can
  • Brake body 3 is created between the shaft 2 and the
  • Brake body 3 a moment that leads to a loosening of the
  • the tool device 10 also includes, for example, a bearing section 25 on which the shaft 2 is mounted,
  • the shaft 2 is supported with one of its ends on the bearing section 25.
  • the bearing section 25 comprises a pivot bearing 26, for example a roller bearing.
  • the tool 1 is expediently from the drive unit
  • the workpiece 11 is machined by the driven tool 1. During machining, there is contact between the tool 1 and the body of the user.
  • the control unit 7 detects this contact as an emergency state and then triggers the braking device 12.
  • Actuating movement in order to actuate the brake body 3 and thereby move the brake device 12 from the release state into the delivery state. This results in a relative rotational movement between the brake bodies 3 and the shaft 2, which is converted into axial movements 31A, 31B of the brake bodies 3 up to the brake section 14. As an example, the brake bodies 3 move towards one another when the axial movements 31A, 32B are carried out.
  • the braking device 12 is located in
  • the braking device 12 is expediently set back into the release state, in particular automatically by the tool device 10 and / or manual actuation.
  • the tool 1 is driven again by the drive unit 5.
  • the workpiece 11 or another workpiece is then machined by the tool 1.
  • the braking device 12 is expediently set back into the release state, in particular automatically by the tool device 10 and / or manual actuation.
  • the tool 1 is driven again by the drive unit 5.
  • the workpiece 11 or another workpiece is then machined by the tool 1.
  • the braking device 12 is expediently set back into the release state, in particular automatically by the tool device 10 and / or manual actuation.
  • the tool 1 is driven again by the drive unit 5.
  • Tool device 10 designed to put the braking device 12 back into the release state, in particular by means of the actuator unit 6 and / or another
  • the tool device 10 is preferably designed to set the braking device 12 back into the release state in response to a reset command.
  • the reset command is expediently by a
  • an input device for example via an input device, in particular a button.
  • FIGS. 6 and 7 show a reset mechanism 40 which is expediently part of the tool device 10.
  • the reset mechanism 40 serves to put the braking device 12 back into the release state.
  • the reset mechanism comprises a reset element 41, for example a lever, with a reset element - contact section 42, which in particular by a linear movement with a brake body contact section of the
  • Brake body 3 for example the cylinder section 19, can be brought into contact and expediently
  • Reset mechanism 40 in an inactive state in which the reset contact portion 42 does not contact the brake body contact portion.
  • FIG 7 is the figure
  • Reset mechanism 40 in an active state in which the reset contact section 42 contacts the brake body contact section.
  • the tool device 10 is designed such that the braking device is mechanically coupled to the shaft 2 by manual actuation of the tool 1 and / or the shaft 2 and / or one
  • Control element for example a lever, can be put back into the release state.
  • the tool device 10 is designed in such a way that the braking device can be manually actuated
  • the tool device can expediently also be used as an angle device, for example as an angle grinder,
  • the tool device expediently comprises a first shaft, for example a drive shaft, and a second shaft
  • the first shaft and the second shaft are preferably coupled to one another via a deflection joint.
  • the first shaft or the second shaft is expediently the aforementioned shaft, which is braked by means of the braking device.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugvorrichtung (10), umfassend eine Welle (2) sowie eine Bremseinrichtung (12) mit wenigstens einem insbesondere als Bremsscheibe ausgeführten Bremskörper (3) und einem Bremsabschnitt (14), wobei die Werkzeugvorrichtung (10) ausgebildet ist, im Rahmen eines Bremsvorgangs die Bremseinrichtung (12) von einem Freigabezustand über einen Zuführzustand in einen Bremszustand zu versetzen, im Freigabezustand eine drehfeste Kopplung zwischen dem wenigstens einen Bremskörper (3) und der Welle (2) bereitzustellen, so dass sich der wenigstens eine Bremskörper (3) im Freigabezustand mit der Welle (2) mitdreht, im Zuführzustand eine relative Drehbewegung zwischen dem wenigstens einen Bremskörper (3) und der Welle (2) bereitzustellen und die relative Drehbewegung in eine Axialbewegung (31) des wenigstens einen Bremskörpers (3) hin zu dem Bremsabschnitt (14) umzusetzen, und im Bremszustand durch einen Kontakt des wenigstens einen Bremskörpers (3) mit dem Bremsabschnitt (14) eine Bremskraft auf die Welle (2) auszuüben, so dass die Welle (2) gebremst wird.

Description

Werkzeugvorrichtung und Verfahren
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugvorrichtung mit einer Welle. Vorzugsweise umfasst die Werkzeugvorrichtung ein antreibbares Werkzeug, das mit der Welle gekoppelt ist.
Zweckmäßigerweise ist das Werkzeug über die Welle antreibbar. Die EP 1 234 285 Bl beschreibt eine Tischsäge mit einem
Bremsmechanismus, der wenigstens eine Klinke umfasst, die zum Stoppen des rotierenden Sägeblatts in Eingriff mit dem
Sägeblatt gebracht wird.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine
Werkzeugvorrichtung bereitzustellen, die mit weniger Aufwand betrieben werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Werkzeugvorrichtung gemäß Anspruch 1. Die Werkzeugvorrichtung umfasst eine
Bremseinrichtung mit wenigstens einem insbesondere als
Bremsscheibe ausgeführten Bremskörper und einem
Bremsabschnitt. Die Werkzeugvorrichtung ist ausgebildet, im Rahmen eines Bremsvorgangs die Bremseinrichtung von einem Freigabezustand über einen Zuführzustand in einen
Bremszustand zu versetzen. Im Freigabezustand ist der
wenigstens eine Bremskörper mit der Welle drehfest gekoppelt, so dass sich der wenigstens eine Bremskörper im
Freigabezustand mit der Welle mitdreht . Im Zuführzustand wird eine relative Drehbewegung zwischen dem wenigstens einen Bremskörper und der Welle bereitgestellt und die relative Drehbewegung in eine Axialbewegung des Bremskörpers hin zu dem Bremsabschnitt umgesetzt. Im Bremszustand steht der wenigstens eine Bremskörper in Kontakt mit dem Bremsabschnitt und übt eine Bremskraft auf die Welle aus, so dass die Welle gebremst wird. Zweckmäßigerweise wird durch das Bremsen der Welle das Werkzeug gebremst .
Mit dem Begriff Bremsen ist in diesem Zusammenhang die
Verringerung einer Geschwindigkeit, insbesondere einer
Drehgeschwindigkeit, gemeint. Das Bremsen erfolgt
zweckmäßigerweise bis zum Stillstand oder nicht bis zum
Stillstand.
Bei der eingangs genannten EP 1 234 285 Bl wird zum Stoppen des Sägeblatts eine Klinke in Eingriff mit dem Sägeblatt gebracht . Dabei kommt es in der Regel zu einer Beschädigung des Sägeblatts und der Klinke, so dass beides ausgetauscht werden muss, damit die Tischsäge weiter betrieben werden kann .
Im Gegensatz dazu bleiben bei der beschriebenen
Werkzeugvorrichtung das Werkzeug und/oder der wenigstens eine Bremskörper zweckmäßigerweise auch nach einem Bremsen des Werkzeugs unbeschädigt und/oder weiterhin benutzbar, so dass für den weiteren Betrieb kein Austausch erforderlich ist .
Aus diesem Grund kann die beschriebene Werkzeugvorrichtung mit weniger Aufwand betrieben werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der
Unteransprüche . Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Bremsen einer Welle einer Werkzeugvorrichtung, umfassend den Schritt:
Versetzen einer Bremseinrichtung, die wenigstens einen insbesondere als Bremsscheibe ausgeführten Bremskörper und einem Bremsabschnitt aufweist, von einem Freigabezustand, in dem der wenigstens eine Bremskörper mit der Welle drehfest gekoppelt ist, so dass sich der wenigstens eine Bremskörper mit der Welle mitdreht, über einen Zuführzustand, in dem der wenigstens eine Bremskörper eine durch eine relative
Drehbewegung zwischen dem wenigstens einen Bremskörper und der Welle bewirkte Axialbewegung hin zu dem Bremsabschnitt durchführt, in einen Bremszustand, in dem der wenigstens eine Bremskörper in Kontakt mit dem Bremsabschnitt steht und eine Bremskraft auf die Welle ausübt, so dass die Welle gebremst wird.
In bevorzugter Ausgestaltung wird das Verfahren mit einer hier beschriebenen Werkzeugvorrichtung durchgeführt .
Weitere exemplarische Details sowie beispielhafte
Ausführungsformen werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert . Dabei zeigt
Figur 1 eine schematische Darstellung einer
Werkzeugvorrichtung,
Figur 2 eine Bremseinrichtung in einem Freigabezustand, Figur 3 eine Schnittdarstellung der Bremseinrichtung, Figur 4 die Bremseinrichtung in einem Zuführzustand,
Figur 5 die Bremseinrichtung in einem Bremszustand, Figur 6 einen Rücksetzmechanismus in einer inaktiven
Stellung, und
Figur 7 den Rücksetzmechanismus in einer aktiven Stellung.
Bei der nachstehenden Erläuterung wird Bezug genommen auf die in den Figuren eingezeichneten Richtungen „x", „y" und „z". Die x-Richtung, y-Richtung und z -Richtung sind orthogonal zueinander ausgerichtet . Die x-Richtung und y-Richtung können auch als horizontale Richtung und die z -Richtung als
vertikale Richtung bezeichnet werden. Die nachfolgend
erwähnten Richtungen „Radialrichtung" und „Axialrichtung" sind insbesondere in Bezug auf die Längsachse der Welle 2 zu verstehen. Die Längsachse oder Axialrichtung der Welle 2 verläuft exemplarisch parallel zur x-Richtung. Mit dem
Begriff „Axialbewegung" ist insbesondere eine Bewegung parallel zur Längsachse der Welle 2 gemeint .
Die Figur 1 zeigt eine Werkzeugvorrichtung 10 mit einem antreibbaren Werkzeug 1. Die Werkzeugvorrichtung 10 umfasst eine mit dem Werkzeug 1 gekoppelte Welle 2, über die das Werkzeug 1 zweckmäßigerweise antreibbar ist . Die Werkzeugvorrichtung 10 umfasst eine Bremseinrichtung 12, die exemplarisch in den Figuren 2 bis 5 gezeigt ist . Die Bremseinrichtung 12 umfasst wenigstens einen Bremskörper 3. Der wenigstens eine Bremskörper 3 ist zweckmäßigerweise als Bremsscheibe ausgeführt . Exemplarisch umfasst die
Bremseinrichtung 12 zwei Bremskörper 3 - einen ersten
Bremskörper 3A und einen zweiten Bremskörper 3B. Alternativ dazu kann die Bremseinrichtung 12 auch nur einen Bremskörper 3 umfassen. Die Werkzeugvorrichtung 10 umfasst ferner einen
Bremsabschnitt 14. Exemplarisch befindet sich der
Bremsabschnitt 14 in Axialrichtung der Welle 2 zwischen den beiden Bremskörpern 3A, 3B. Vorzugsweise ist die Welle 2 an dem Bremsabschnitt 14 drehbar gelagert .
Die Werkzeugvorrichtung 10 ist ausgebildet, im Rahmen eines Bremsvorgangs die Bremseinrichtung 12 von einem
Freigabezustand über einen Zuführzustand in einen
Bremszustand zu versetzen. Der Freigabezustand ist exemplarisch in den Figuren 2 und 3 gezeigt . Im Freigabezustand ist der wenigstens eine
Bremskörper 3 mit der Welle 2 drehfest gekoppelt, so dass sich der wenigstens eine Bremskörper 3 im Freigabezustand mit der Welle 2 mitdreht (um die Längsachse der Welle) . Die drehfeste Kopplung ist insbesondere derart, dass sich der wenigstens eine Bremskörper 3, vorzugsweise beide Bremskörper 3A, 3B, in einem Zustand, in dem sich die Welle 2 dreht, mit der Welle 2 mitdreht (mit der gleichen Drehgeschwindigkeit) und in einem Zustand, in dem sich die Welle nicht dreht, sich der Bremskörper 3, vorzugsweise beide Bremskörper 3A, 3B, ebenfalls nicht dreht . Exemplarisch sind beide Bremskörper 3A, 3B mit der Welle 2 drehfest gekoppelt und drehen sich bei Rotation der Welle 2 mit der Welle 2 mit. Die
Werkzeugvorrichtung 10 umfasst zweckmäßigerweise einen
Kopplungsmechanismus zur Bereitstellung der drehfesten
Kopplung im Freigabemodus. Der Kopplungsmechanismus ist exemplarisch ausgebildet, die drehfeste Kopplung durch
Reibschluss bereitzustellen. Zweckmäßigerweise umfasst der Kopplungsmechanismus wenigstens einen Kopplungsabschnitt 15, exemplarisch eine Mutter, der drehfest an der Welle 2
befestigt ist und im Freigabezustand an den wenigstens einen Bremskörper 3 angepresst ist, um so einen Reibschluss zwischen dem Kopplungsabschnitt 15 und dem wenigstens einen Bremskörper 3 bereitzustellen, so dass die drehfeste Kopplung zwischen dem wenigstens einen Bremskörper 3 und der Welle 2 gegeben ist. Im Freigabezustand kann sich die Welle 2 zweckmäßigerweise frei drehen und wird insbesondere nicht von der
Bremseinrichtung 12 gebremst . Beispielsweise nimmt die
Bremseinrichtung 12 den Freigabezustand im Normalbetrieb ein - also insbesondere bei Rotation der Welle 2 und des
Werkzeugs 1 und beispielsweise bei Bearbeitung des Werkstücks 11 mit dem Werkzeug 1.
Die Werkzeugvorrichtung 10 ist ausgebildet, die
Bremseinrichtung 12 vom Freigabezustand in den Zuführzustand zu versetzen. Die Figur 4 zeigt die Bremseinrichtung 12 im Zuführzustand.
Im Zuführzustand wird eine relative Drehbewegung zwischen dem wenigstens einen Bremskörper 3, vorzugsweise beiden
Bremskörpern 3A, 3B, und der Welle 2 bereitgestellt.
Vorzugsweise weist die Welle 2 bei der relativen Drehbewegung eine höhere Drehgeschwindigkeit auf als der Bremskörper 3.
Die relative Drehbewegung wird insbesondere dadurch
bereitgestellt, dass der wenigstens eine Bremskörper 3, vorzugsweise beide Bremskörper 3A, 3B, relativ zur Welle 2 rotativ gebremst wird. Dies erfolgt exemplarisch dadurch, dass ein Aktuierungsabschnitt 16 mit dem wenigstens einen
Bremskörper 3 in Kontakt gebracht wird. Durch das Bremsen des wenigstens einen Bremskörpers 3 wird die drehfeste Kopplung zwischen dem wenigstens einen Bremskörper 3 und der Welle 2 gelöst, so dass der wenigstens eine Bremskörper 3 nicht mehr drehfest mit der Welle 2 gekoppelt ist und sich relativ zur Welle 2 dreht . Zweckmäßigerweise dreht sich die Welle 2 im Zuführzustand schneller als der wenigstens eine Bremskörper 3, insbesondere schneller als beide Bremskörper 3A, 3B.
Alternativ oder zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung, bei der die Werkzeugvorrichtung 10 den
Bremskörper 3 bremst, um die relative Drehbewegung
bereitzustellen, kann die Werkzeugvorrichtung 10 auch
ausgebildet sein, die relative Drehbewegung durch eine ruckartige Drehgeschwindigkeitsänderung der Welle 2,
insbesondere eine Drehbeschleunigung der Welle 2, zu
bewirken.
Die relative Drehbewegung zwischen dem wenigstens einen
Bremskörper 3, vorzugsweise den beiden Bremskörpern 3A, 3B, und der Welle 2 wird in eine Axialbewegung 31 des wenigstens einen Bremskörpers 3, vorzugsweise der beiden Bremskörper 3A, 3B, hin zu dem Bremsabschnitt 14 umgesetzt. Zweckmäßigerweise führt der wenigstens eine Bremskörper 3 die Axialbewegung aus, bis der wenigstens eine Bremskörper 3 in Kontakt mit dem Bremsabschnitt 14 steht. Die Axialbewegung 31 verläuft parallel zur x-Richtung. Vorzugsweise ist die Axialbewegung 31 eine Linearbewegung.
Exemplarisch wird die Axialbewegung 31 durch ein insbesondere an der Welle 2 angeordnetes Gewinde 4 bereitgestellt, mit dem der wenigstens eine Bremskörper 3 in Eingriff steht. Über das Gewinde 4 wird also zweckmäßigerweise die relative
Drehbewegung zwischen dem wenigstens einen Bremskörper 3 und der Welle 2 in eine relative Axialbewegung zwischen dem wenigstens einen Bremskörper 3 und der Welle 2 umgesetzt.
Die Figur 5 zeigt die Bremseinrichtung 12 im Bremszustand. Im Bremszustand hat der wenigstens eine Bremskörper 3,
vorzugsweise beide Bremskörper 3A, 3B, den Bremsabschnitt 14 erreicht . Der wenigstens eine Bremskörper 3 steht in Kontakt mit dem Bremsabschnitt 14 und übt eine Bremskraft auf die Welle 2 aus, so dass die Welle 2 und dadurch auch das
Werkzeug 1 gebremst werden. Durch den Kontakt zwischen dem wenigstens einen Bremskörper 3 und dem Bremsabschnitt 14 wird eine (weitere) relative
Drehbewegung zwischen dem wenigstens einen Bremskörper 3 und dem Bremsabschnitt 14 unterbunden, insbesondere durch
Reibschluss zwischen dem wenigstens einen Bremskörper 3 und dem Bremsabschnitt 14. Ferner wird durch den Kontakt zwischen dem wenigstens einen Bremskörper 3 und dem Bremsabschnitt 14 eine weitere Axialbewegung des wenigstens einen Bremskörpers 3 hin zu dem Bremsabschnitt 14 unterbunden, insbesondere durch Formschluss zwischen dem wenigstens einen Bremskörper 3 und dem Bremsabschnitt 14.
Aufgrund der Bewegungskopplung zwischen dem wenigstens einen Bremskörper 3 und der Welle 2 - nämlich der exemplarisch durch das Gewinde 4 bereitgestellten Kopplung zwischen relativer Drehbewegung und relativer Axialbewegung zwischen dem wenigstens einen Bremskörper 3 und der Welle 2 - kann sich die Welle 2 nur bei fortgesetzter Axialbewegung des Bremskörpers 3 weiter relativ zum Bremskörper 3 drehen.
Folglich wird durch die Unterbindung der Axialbewegung des Bremskörpers 3 die relative Drehbewegung zwischen dem
Bremskörper 3 und der Welle 2 unterbunden. Dabei wird
aufgrund der vorstehend erwähnten Unterbindung der relativen Drehbewegung zwischen dem Bremskörper 3 und dem
Bremsabschnitt 14 die Drehbewegung der Welle 2 auch relativ zum Bremsabschnitt 14 gestoppt . Bei dem Bremsabschnitt 14 handelt es sich zweckmäßigerweise um einen stationären Teil der Werkzeugvorrichtung 10. Folglich wird die Welle 2 und zweckmäßigerweise auch das Werkzeug 1 relativ zu einem stationären Teil der Werkzeugvorrichtung 10 gestoppt.
Die Bremseinrichtung 12 ist insbesondere selbsthemmend und/oder selbstverstärkend ausgeführt. Sobald ein Bremskörper 3A, 3B den Bremsabschnitt 14 kontaktiert, wird durch jedes weitere Drehen der Welle 2 die Bremswirkung auf die Welle 2 verstärkt. Insbesondere werden die Bremskörper 3A, 3B durch jedes weitere Drehen der Welle 2 stärker gegen den
Bremsabschnitt 14 gedrückt, so dass insbesondere der
Reibschluss zwischen den Bremskörpern 3A, 3B und der Welle 2 und damit die Bremswirkung verstärkt wird.
Zweckmäßigerweise heben sich die vom ersten Bremskörper 3A und vom zweiten Bremskörper 3B im Bremszustand auf die Welle 2 ausgeübten axialen Kräfte gegenseitig auf. Vorzugsweise treffen der erste Bremskörper 3A und der zweite Bremskörper 3B nach dem Durchführen der Axialbewegung gleichzeitig auf dem Bremsabschnitt 14 auf .
Nachstehend werden weitere exemplarische Details erläutert .
Zunächst zu Werkzeugvorrichtung 10: Bei der Werkzeugvorrichtung 10 handelt es sich exemplarisch um eine Säge. Das Werkzeug 1 ist zweckmäßigerweise ein rotierendes Sägeblatt. Vorzugsweise handelt es sich bei der Werkzeugvorrichtung 10 um eine Tischkreissäge. Alternativ dazu kann die Werkzeugvorrichtung 10 auch als eine andere Werkzeugvorrichtung ausgebildet sein. Insbesondere kann die Werkzeugvorrichtung 10 als stationäre oder halbstationäre Maschine ausgebildet sein. Ferner kann die
Werkzeugvorrichtung 10 als handgeführte Maschine,
insbesondere handgeführte Werkzeugmaschine ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Werkzeugvorrichtung 10 als Kappsäge, Tauchsäge, Pendelhaubensäge, Bandsäge, Stichsäge, Oberfräse und/oder Winkelschleifer ausgebildet. Die Werkzeugvorrichtung 10 ist insbesondere ein Elektrowerkzeug. Die Werkzeugvorrichtung 10 umfasst exemplarisch das Werkzeug 1, die Welle 2, eine Antriebseinheit 5, eine Aktoreinheit 6, und eine Steuereinheit 7. Ferner umfasst die
Werkzeugvorrichtung 10 zweckmäßigerweise eine Tragestruktur 8 und/oder eine Auflagefläche 9. Die Tragestruktur 8 ist exemplarisch als Gehäuse ausgeführt. In der Tragestruktur 8 sind zweckmäßigerweise die
Antriebseinheit 5, die Aktoreinheit 6 und/oder die
Steuereinheit 7 untergebracht .
Die Auflagefläche 9 ist exemplarisch an der Oberseite der Tragestruktur 8 angeordnet. Die Auflagefläche 9 dient zur
Auflage eines Werkstücks 11, während das Werkstück 11 mit dem Werkzeug 1 bearbeitet wird. Exemplarisch stellt die
Auflagefläche 9 eine x-y-Ebene dar. Exemplarisch ragt das Werkzeug 1 aus der Auflagefläche 9 heraus, insbesondere in z- Richtung.
Die Antriebseinheit 5 ist exemplarisch als Drehantrieb, insbesondere als elektrischer Drehantrieb, ausgebildet. Die Antriebseinheit 5 dient dazu, das Werkzeug 1 anzutreiben, insbesondere, das Werkzeug 1 in Rotation zu versetzen, vorzugsweise in Uhrzeigerrichtung. Das Werkzeug 1 ist über die Welle 2 mit der Antriebseinheit 5 gekoppelt . Die
Antriebseinheit 5 ist ausgebildet, die Welle 2 anzutreiben, insbesondere in Rotation zu versetzen, worüber wiederum das Werkzeug 1 angetrieben wird. Exemplarisch ist das Werkzeug 1 drehfest mit der Welle 2 verbunden, so dass das Werkzeug 1 mit der rotierenden Welle 2 mitrotiert.
Bei der Welle 2 handelt es sich insbesondere um eine Welle des Antriebsstrangs der Werkzeugvorrichtung 10. Die Welle 2 und das Werkzeug 1 sind gegenüber der Tragestruktur 8
zweckmäßigerweise drehbar gelagert .
Die Welle 2 ist mir ihrer Längsachse parallel zur x-Richtung ausgerichtet . Exemplarisch hat die Welle 2 eine
kreiszylindrische Grundgestalt . Die Drehachse des Werkzeugs 1 ist zweckmäßigerweise parallel zur x-Richtung ausgerichtet . Exemplarisch sind die Welle 2 und das Werkzeug 1 koaxial zueinander ausgerichtet .
Die Aktoreinheit 6 dient zweckmäßigerweise dazu, die
Bremseinrichtung 12 von dem Freigabezustand in den
Zuführzustand zu versetzen, wie nachstehend noch näher erläutert wird.
Die Steuereinheit 7 ist zweckmäßigerweise ausgebildet, der Antriebseinheit 5 ein Antriebseinheit-Steuersignal
bereitzustellen, um zu bewirken, dass die Antriebseinheit 5 das Werkzeug 1 antreibt . Die Steuereinheit 7 ist
zweckmäßigerweise ferner ausgebildet, der Aktoreinheit 6 ein Aktoreinheit-Steuersignal bereitzustellen, um zu bewirken, dass die Aktoreinheit 6 die Bremseinrichtung 12 in den
Zuführzustand versetzt. Die Steuereinheit 7 ist
zweckmäßigerweise ferner ausgebildet, einen Betriebszustand zu erfassen und auf Basis des erfassten Betriebszustands den Bremsvorgang auszulösen, insbesondere durch Bereitstellung des Aktoreinheit-Steuersignals an die Aktoreinheit 6 und/oder eines Steuersignals an die Antriebseinheit 5. Der
Betriebszustand ist insbesondere ein Notzustand. Bei dem Notzustand handelt es sich insbesondere um eine für einen Benutzer potentiell gefährliche Situation, bei der der
Benutzer beispielsweise durch das Werkzeug und/oder das
Werkstück verletzt werden kann. Die Steuereinheit 7 ist zweckmäßigerweise ausgebildet, den Notzustand auf Basis eines detektierten Kontakts zwischen dem Werkzeug 1 und dem
menschlichen Körper, beispielsweise einem Finger, zu
erfassen .
Vorzugsweise ist die Werkzeugvorrichtung 10, insbesondere die Steuereinheit 7, ausgebildet, dem Werkzeug 1 ein elektrisches Detektionssignal zuzuführen und auf Basis einer Änderung des Detektionssignals den Notzustand zu erfassen.
Zweckmäßigerweise ist die Werkzeugvorrichtung 10,
insbesondere die Steuereinheit 7 ausgebildet, dem Werkzeug 1 das elektrische Detektionssignal durch kapazitive Einkopplung zuzuführen. Zweckmäßigerweise ist die Werkzeugvorrichtung 10, insbesondere die Steuereinheit 7 ausgebildet, den Notzustand, insbesondere den Kontakt zwischen dem Werkzeug 1 und dem menschlichen Körper, auf Basis einer kapazitiven Änderung zu erfassen. Weitere Details dazu, wie die Erfassung des
Notzustands exemplarisch realisiert werden kann, sind in der EP 1 234 285 Bl beschrieben.
Die Steuereinheit 7 ist zweckmäßigerweise ferner ausgebildet, als den Notzustand einen Kickback zu erfassen. Mit dem
Begriff „Kickback" ist insbesondere ein Zustand gemeint, bei dem während der Bearbeitung des Werkstücks 11 durch die
Werkzeugvorrichtung 10 eine plötzliche und unerwartete Kraft zwischen der Werkzeugvorrichtung 10 und dem Werkstück 11 auftritt, durch die die Werkzeugvorrichtung 10 und/oder das Werkstück 11 in Bewegung versetzt wird. Die Werkzeugvorrichtung 10 umfasst zweckmäßigerweise eine Sensoreinrichtung, beispielsweise einen Beschleunigungssensor und/oder einen Kraftsensor, insbesondere eine
Dehnungsmessstreifen-Anordnung, zur Erfassung des Kickbacks. Eine derartige Sensoreinrichtung ist beispielsweise in der WO 2019/020307 Al beschrieben.
Die Werkzeugvorrichtung 10 ist zweckmäßigerweise ausgebildet, durch Durchführen des Bremsvorgangs das Werkzeug 1 innerhalb von 5 ms oder weniger zum Stillstand zu bringen,
zweckmäßigerweise aus einem angetriebenen, insbesondere rotierenden, Zustand des Werkzeugs 1 heraus, in dem eine Bearbeitung des Werkstücks 11 erfolgt oder erfolgen kann.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 5 soll nachstehend näher auf die Bremseinrichtung 12 eingegangen werden. Zweckmäßigerweise ist die Bremseinrichtung 12 in der
Werkzeugvorrichtung 10 integriert. Bei der Bremseinrichtung 12 handelt es sich insbesondere um eine (vorzugsweise über die Steuereinheit 7 und/oder die Aktoreinheit 6) aktiv geschaltete Bremse. Die Bremseinrichtung 12 ist insbesondere reversibel ausgeführt, so dass sie von dem Bremszustand zurück in den Freigabezustand versetzt werden kann (und von dort aus zweckmäßigerweise wieder in den Bremszustand) , vorzugsweise ohne dafür eine Komponente der Bremseinrichtung 12 tauschen zu müssen. Die Bremseinrichtung 12 umfasst exemplarisch die Welle 2, die Bremskörper 3, den Bremsabschnitt 14, die Kopplungsabschnitte 15 und den Aktuierungsabschnitt 16. Die Welle 2 ist mit ihrer Längsachse parallel zur x-Richtung ausgerichtet . Die Welle 2 verläuft durch die Bremskörper 3, die Kopplungsabschnitte 15 und zweckmäßigerweise auch durch den Bremsabschnitt 14. Die Bremskörper 3 sind in x-Richtung verteilt angeordnet . Die Bremskörper 3 sind insbesondere koaxial zur Welle 2 und koaxial zueinander ausgerichtet . Der Bremsabschnitt 14 ist in x-Richtung zwischen den Bremskörpern 3 angeordnet . Der
Bremsabschnitt 14 und die Bremskörper 3 sind zusammen in x- Richtung zwischen den Kopplungsabschnitten 15 angeordnet . Der Bremsabschnitt 14, die Bremskörper 3 und die
Kopplungsabschnitte 15 überlappen einander in x-Richtung nicht . Der Aktuierungsabschnitt 16 ist insbesondere in
Radialrichtung beabstandet von der Welle 2 angeordnet .
Im Freigabezustand (siehe Figuren 2 und 3) sind die Welle 2, die Kopplungsabschnitte 15 und die Bremskörper 3 miteinander drehtest gekoppelt. Beispielsweise sind die Bremskörper 3 im Freigabezustand reibschlüssig und/oder formschlüssig mit der Welle 2 verbunden. Die Welle 2 ist im Freigabezustand
gegenüber dem Bremsabschnitt 14 frei drehbar. Die Bremskörper 3 stehen im Freigabezustand nicht im Kontakt mit dem
Bremsabschnitt 14. Der Aktuierungsabschnitt 16 steht im
Freigabezustand nicht im Kontakt mit den Bremskörpern 3. Im Zuführzustand (siehe Figur 4) sind die Welle 2 und die
Bremskörper 3 nicht drehfest miteinander gekoppelt . Die Welle 2 kann sich relativ zu den Bremskörpern 3 drehen.
Zweckmäßigerweise drehen sich die Welle 2 und der eine
Bremskörper 3, insbesondere beide Bremskörper 3A, 3B, im Zuführzustand in die gleiche Drehrichtung. Die Welle 2 ist im Zuführzustand gegenüber dem Bremsabschnitt 14 weiterhin frei drehbar. Die Bremskörper 3 stehen im Zuführzustand nicht im Kontakt mit dem Bremsabschnitt 14. Der Aktuierungsabschnitt 16 steht im Freigabezustand zweckmäßigerweise in Kontakt mit den Bremskörpern 3. Im Bremszustand (siehe Figur 5) sind die Bremskörper 3 und die Welle 2 drehfest mit dem Bremsabschnitt 14 gekoppelt . Ferner stehen die Bremskörper 3 im Bremszustand in Kontakt mit dem Bremsabschnitt 14. Im Folgenden soll näher auf die Bremskörper 3 eingegangen werden .
Exemplarisch sind zwei Bremskörper 3 vorhanden - ein erster Bremskörper 3A und ein zweiter Bremskörper 3B. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist nur ein Bremskörper 3 vorhanden; d.h. der erste Bremskörper 3A oder der zweite
Bremskörper 3B ist bei der alternativen Ausgestaltung nicht vorhanden .
Die beiden Bremskörper 3A, 3B sind zweckmäßigerweise in Entsprechung zueinander ausgebildet. Erläuterungen, die sich auf einen Bremskörper 3 beziehen, gelten insbesondere für beide Bremskörper 3A, 3B. Ferner gelten Erläuterungen, die sich auf den ersten Bremskörper 3A beziehen,
zweckmäßigerweise in Entsprechung auch für den zweiten
Bremsköper 3B. Die Bremskörper 3A, 3B sind exemplarisch als Bremsscheiben ausgeführt . Der erste Bremskörper 3A kann auch als erste Bremsscheibe und der zweite Bremskörper 3B als zweite
Bremsscheibe bezeichnet werden.
Bei den Bremskörpern 3 handelt es sich zweckmäßigerweise um voneinander separate Teile. Insbesondere laufen die beiden Bremskörper 3A, 3B getrennt voneinander auf der Welle 2.
Jeder Bremskörper 3A, 3B umfasst exemplarisch einen
jeweiligen Scheibenabschnitt 18, der koaxial zur Welle 2 ausgerichtet ist . An der dem Bremsabschnitt 14 zugewandten Stirnseite jedes Scheibenabschnitts 18 ist exemplarisch ein jeweiliger Kontaktbereich 17, insbesondere ein flächiger Kontaktbereich, beispielsweise ein Bremsbelag, vorhanden. Die dem Bremsabschnitt 14 zugewandte Stirnseite ist senkrecht zur x-Richtung ausgerichtet. Im Bremszustand liegt der jeweilige Kontaktbereich 17 jedes Bremskörpers 3A, 3B an dem
Bremsabschnitt 14 an. Die Kontaktbereiche 17 der beiden
Bremskörper 3A, 3B sind exemplarisch einander zugewandt ausgerichtet .
Jeder Bremskörper 3A, 3B umfasst exemplarisch ferner einen jeweiligen Zylinderabschnitt 19, der koaxial zur Welle 2 ausgerichtet ist. Jeder Zylinderabschnitt 19 ist an der dem Bremsabschnitt 14 abgewandten Stirnseite des jeweiligen
Scheibenabschnitts 18 angeordnet.
Jeder Bremskörper 3A, 3B steht mit seiner dem Bremsabschnitt 14 abgewandten Stirnseite, insbesondere mit der dem
Bremsabschnitt 14 abgewandten Stirnseite des jeweiligen
Zylinderabschnitts 19, in Kontakt mit einem jeweiligen
Kopplungsabschnitt 15. Hierdurch wird zweckmäßigerweise die drehfeste Kopplung zu der Welle 2 bereitgestellt,
insbesondere durch Reibschluss.
Jeder Bremskörper 3A, 3B umfasst zweckmäßigerweise ein jeweiliges Bremskörper-Gewinde 22A, 22B. Jeder Bremskörper 3A, 3B steht über sein jeweiliges Bremskörper-Gewinde 22A,
22B in Eingriff mit der Welle 2. Die Bremskörper-Gewinde 22A, 22B sind zweckmäßigerweise als Innengewinde ausgeführt. Jedes Bremskörper-Gewinde 22A, 22B ist zweckmäßigerweise in einer mittig im jeweiligen Bremskörper 3A, 3B, insbesondere mittig im jeweiligen Scheibenabschnitt 18 und/oder Zylinderabschnitt 19, angeordneten Durchbrechung angeordnet. Im Folgenden soll näher auf die Welle 2 eingegangen werden:
Die Welle 2 ist exemplarisch als Antriebsspindel ausgeführt . Vorzugsweise ist die Welle 2 als Gewindewelle ausgeführt . Die Welle 2 ist zweckmäßigerweise drehmomentsteif mit einer
Motorwelle und/oder dem Werkzeug 1 verbunden.
Die Welle 2 weist exemplarisch das erste Gewinde 4A auf . Das erste Gewinde 4A steht in Eingriff mit dem ersten Bremskörper 3A, insbesondere mit dem ersten Bremskörper-Gewinde 22A.
Die Welle 2 weist zweckmäßigerweise ferner ein zweites
Gewinde 4B auf . Das zweite Gewinde 4B ist in x-Richtung versetzt zu dem ersten Gewinde 4A angeordnet. Das zweite Gewinde 4B steht in Eingriff mit dem zweiten Bremskörper 3B, insbesondere mit dem zweiten Bremsköper-Gewinde 22B.
Das erste Gewinde 4A unterscheidet sich in seinem Drehsinn von dem zweiten Gewinde 4B . Vorzugsweise ist der Drehsinn des ersten Gewindes 4A entgegengesetzt zum Drehsinn des zweiten Gewindes 4B. Zweckmäßigerweise ist das erste Gewinde 4A ein Rechtsgewinde und das zweite Gewinde 4B ein Linksgewinde. Alternativ ist das erste Gewinde 4A ein Linksgewinde und das zweite Gewinde 4B ein Rechtsgewinde.
Bei der gezeigten Ausgestaltung umfasst die Bremseinrichtung 12 die beiden Gewinde 4A, 4B. Gemäß einer alternativen
Ausgestaltung, insbesondere einer Ausgestaltung mit nur einem Bremskörper 3, umfasst die Bremseinrichtung nur ein Gewinde 4A oder 4B .
Die Werkzeugvorrichtung 10 ist ausgebildet, die relative Drehbewegung 30 zwischen jedem Bremskörper 3A, 3B und der Welle 2 in die Axialbewegung 31A, 31B jedes Bremskörpers 3A, 3B hin zu dem Bremselement 14 umzusetzen. Die
Werkzeugvorrichtung 10 ist insbesondere ausgebildet, im
Zuführzustand die beiden Bremskörper 3A, 3B durch die
relative Drehbewegung 30 zwischen den beiden Bremskörpern 3A, 3B und der Welle 2 in entgegengesetzte Axialbewegungen 31A, 31B hin zu dem Bremsabschnitt 14 zu versetzen.
Zweckmäßigerweise bewegen sich die Bremskörper 3A, 3B bei Durchführung der Axialbewegungen 31A, 31B aufeinander zu.
Zur Umsetzung der relativen Drehbewegung 30 in die
Axialbewegungen 31A, 31B weist die Werkzeugvorrichtung 10 einen Umsetzmechanismus auf, der exemplarisch durch die
Gewinde 4A, 4B und die Bremskörper-Gewinde 22A, 22B gebildet wird. Durch den Eingriff des ersten Gewindes 4A mit dem ersten Bremskörper-Gewinde 22A wird der erste Bremskörper 3A bei einer relativen Drehbewegung zwischen dem ersten
Bremskörper 3A und der Welle 2 in die erste Axialbewegung 31A hin zu dem Bremsabschnitt 14 versetzt. Die erste
Axialbewegung 31A verläuft exemplarisch antiparallel zur x- Richtung. Durch den Eingriff des zweiten Gewindes 4B mit dem zweiten Bremskörper-Gewinde 22B wird der zweite Bremskörper 3B bei einer relativen Drehbewegung zwischen dem zweiten Bremskörper 3B und der Welle 2 in eine zweite Axialbewegung 31B hin zu dem Bremsabschnitt 14 versetzt. Die zweite
Axialbewegung 33B verläuft exemplarisch parallel zur x- Richtung.
Als Nächstes soll auf den Bremsabschnitt 14 eingegangen werden .
Der Bremsabschnitt 14 ist exemplarisch ein Teil der
Tragestruktur 8 oder ist drehfest mit der Tragestruktur 8 verbunden, insbesondere mit der als Gehäuse ausgeführten
Tragestruktur 8. Der Bremsabschnitt 14 ist insbesondere ein stationärer Abschnitt. Zweckmäßigerweise dreht sich der Bremsabschnitt 14 nicht mit der Welle 2 mit . Der
Bremsabschnitt 24 ist ausgebildet, im Bremszustand eine auf die Welle 2 wirkende Kraft und/oder ein Drehmoment
abzuführen.
Der Bremsabschnitt 14 hat exemplarisch eine plattenförmige Grundgestalt. Der Bremsabschnitt 14 ist insbesondere als Bremsblock und/oder Lagerblock ausgeführt. Die flächenmäßig größte Seite des Bremsabschnitts 14 ist exemplarisch normal zur x-Richtung ausgerichtet . Der Bremsabschnitt 14 weist eine erste Bremsfläche 21A auf, die dem ersten Bremskörper 3A zugewandt ist und im Bremszustand in Kontakt mit dem ersten Bremskörper 3A steht . Der Bremsabschnitt 14 weist ferner eine zweite Bremsfläche 21B auf, die dem zweiten Bremskörper 3B zugewandt ist und im Bremszustand in Kontakt mit dem zweiten Bremskörper 3B steht. Die erste Bremsfläche 21A und die zweite Bremsfläche 22B sind in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet .
Der Bremsabschnitt 14 weist exemplarisch eine Durchbrechung auf, durch die die Welle 2 geführt ist. Zweckmäßigerweise umfasst der Bremsabschnitt 14 ein Drehlager 24, insbesondere ein Wälzlager, das die Welle 2 lagert.
Nachstehend soll näher auf die Kopplungsabschnitte 15 eingegangen werden. Die Kopplungsabschnitte 15 dienen dazu, im Freigabezustand die drehfeste Kopplung zwischen den Bremskörpern 3A, 3B und der Welle 2 bereitzustellen. Die Kopplungsabschnitte 15 sind insbesondere ausgebildet, die drehfeste Kopplung als lösbare drehfeste Kopplung bereitzustellen. Exemplarisch sind zwei Kopplungsabschnitte 15 vorhanden. Bei einer alternativen Ausgestaltung, insbesondere einer
Ausgestaltung mit nur einem Bremskörper 3, ist vorzugsweise nur ein Kopplungsabschnitt 15 vorhanden. Die Kopplungsabschnitte 15 sind zweckmäßigerweise auf der Welle 2 angeordnet, insbesondere an dieser befestigt.
Exemplarisch sind die Kopplungsabschnitte 15 jeweils als Mutter ausgeführt und auf die Welle 2 aufgeschraubt . Gemäß einer alternativen Ausgestaltung sind die Kopplungsabschnitte 15 Teil der Welle 2.
Jeder Kopplungsabschnitt 15 steht insbesondere mit seiner jeweiligen Stirnseite in Kontakt mit einem jeweiligen
Bremskörper 3A, 3B. Zweckmäßigerweise ist jeder
Kopplungsabschnitt 15 insbesondere in Axialrichtung gegen einen jeweiligen Bremskörper 3A, 3B gepresst. Durch den
Kontakt zwischen einem jeweiligen Kopplungsabschnitt 15 und einem jeweiligen Bremskörper 3A, 3B wird ein Reibschluss bereitgestellt, durch den wiederum die drehfeste Kopplung zwischen dem jeweiligen Bremskörper 3A, 3B und der Welle 2 bereitgestellt wird.
Nachstehend soll näher auf den Aktuierungsabschnitt 16 eingegangen werden.
Der Aktuierungsabschnitt 16 dient dazu, die Bremskörper 3A,
3B zu betätigen, um dadurch die relative Drehbewegung
zwischen den Bremskörpern 3A, 3B und der Welle 2
bereitzustellen. Insbesondere dient der Aktuierungsabschnitt 16 dazu, die Bremskörper 3A, 3B durch Berührung rotativ abzubremsen (während sich die Welle 2 zweckmäßigerweise weiterdreht) . Der Aktuierungsabschnitt 16 verfügt exemplarisch über zwei Betätigungsabschnitte 32 - einen ersten Betätigungsabschnitt 32A zur Betätigung des ersten Bremskörpers 3A und einen zweiten Betätigungsabschnitt 32B zur Betätigung des zweiten Bremskörpers 3B. Der Aktuierungsabschnitt 16 ist exemplarisch u-förmig ausgeführt, wobei die Betätigungsabschnitte 32 durch jeweilige Schenkel gebildet werden.
Der Aktuierungsabschnitt 16 wird zweckmäßigerweise durch die Aktoreinheit 6 in eine Aktuierungsbewegung hin zu den
Bremskörpern 3 versetzt, um die Bremskörper 3 zu betätigen. Die Aktuierungsbewegung umfasst insbesondere eine
Linearbewegung des Aktuierungsabschnitts 16, insbesondere in Radialrichtung der Welle 2. Die Aktuierungsbewegung ist insbesondere eine Bewegung des Aktuierungsabschnitts 16 relativ zu den Bremskörpern 3.
Die Aktoreinheit 6 umfasst zweckmäßigerweise einen
elektrischen Aktor, um den Aktuierungsabschnitt 16 in die Aktuierungsbewegung zu versetzen. Zweckmäßigerweise umfasst die Aktoreinheit 6 einen Hubmagnet und/oder eine
Piezoeinheit , um den Aktuierungsabschnitt 16 in die
Aktuierungsbewegung zu versetzen. Alternativ oder zusätzlich dazu umfasst die Aktoreinheit 6 einen Pneumatikzylinder, um den Aktuierungsabschnitt 16 in die Aktuierungsbewegung zu versetzen . Ferner kann die Aktoreinheit 6 zur Versetzung des
Aktuierungsabschnitts 16 in die Aktuierungsbewegung einen anders ausgebildeten Aktor umfassen, insbesondere einen piezoelektrischen Aktor, einen elektromagnetischen Aktor, einen Formgedächtnislegierungs-Aktor (FGL-Aktor) , einen
Elektroaktive-Polymere-Aktor (EAP-Aktor) , einen Magnetic- Shape-Memory-Aktor (MSN-Aktor) , einen pneumatischen Aktor, einen hydraulischen Aktor, einen Pyroaktor, einen mechanischen Aktor, einen elektrostriktiven Aktor und/oder einen thermischen Aktor.
Die Werkzeugvorrichtung 10 ist vorzugsweise ausgebildet, den Aktuierungsabschnitt 16 in die Aktuierungsbewegung zu
versetzen, um den Aktuierungsabschnitt 16 in Kontakt mit den Bremskörpern 3 zu bringen und dadurch zu bewirken, dass die Bremseinrichtung 12 von dem Freigabezustand in den
Zuführzustand wechselt . Zweckmäßigerweise ist die Werkzeugvorrichtung 10 ausgebildet, den Aktuierungsabschnitt 16 auf Basis des erfassten
Betriebszustands, insbesondere des Notzustands, in die
Aktuierungsbewegung zu versetzen.
Alternativ oder zusätzlich zu der beschriebenen
Ausgestaltung, bei der die Bremseinrichtung 12 aktiv durch die Aktoreinheit 6 ausgelöst wird, kann die
Werkzeugvorrichtung 10 auch derart ausgebildet sein, dass die Bremseinrichtung 12 auf andere Weise - also nicht durch eine Aktoreinheit - ausgelöst wird. Beispielsweise kann die
Bremseinrichtung 12 momentenbetätigt werden. Das kann
beispielsweise erreicht werden, indem die Drehzahl der
Antriebseinheit 5 geändert wird, insbesondere mit Hilfe einer entsprechenden Regelung. Durch die Kopplung der
Antriebseinheit 5 mit der Welle 2 wird dadurch auch die
Drehzahl der Welle 2 geändert. Durch eine ruckartige
Drehgeschwindigkeitsänderung, insbesondere eine
Beschleunigung, der Welle 2 und die Massenträgheit des
Bremskörpers 3 entsteht zwischen der Welle 2 und dem
Bremskörper 3 ein Moment, dass zu einem Lösen des
Bremskörpers 3 aus dem Freigabezustand und zweckmäßigerweise weiterhin zu einer Relativgeschwindigkeitsänderung zwischen der Welle 2 und dem Bremskörper 3 führt .
Die Werkzeugvorrichtung 10 umfasst exemplarisch ferner einen Lagerabschnitt 25, an dem die Welle 2 gelagert ist,
insbesondere radial und/oder axial. Exemplarisch ist die Welle 2 mit einem ihrer Enden an dem Lagerabschnitt 25 gelagert. Der Lagerabschnitt 25 umfasst ein Drehlager 26, exemplarisch ein Wälzlager.
Nachfolgend soll ein exemplarischer Betrieb der
Werkzeugvorrichtung 10 beschrieben werden.
Zweckmäßigerweise wird das Werkzeug 1 von der Antriebseinheit
5 angetrieben. Das Werkstück 11 wird von dem angetriebenen Werkzeug 1 bearbeitet . Bei der Bearbeitung kommt es zu einem Kontakt zwischen dem Werkzeug 1 und dem Körper des Benutzers. Die Steuereinheit 7 erfasst diesen Kontakt als Notzustand und löst daraufhin die Bremseinrichtung 12 aus . Die Aktoreinheit
6 versetzt den Aktuierungsabschnitt 16 in die
Aktuierungsbewegung, um die Bremskörper 3 zu betätigen und dadurch die Bremseinrichtung 12 von dem Freigabezustand in den Zuführzustand zu versetzen. Es ergibt sich eine relative Drehbewegung zwischen den Bremskörpern 3 und der Welle 2, die in Axialbewegungen 31A, 31B der Bremskörper 3 bis hin zu dem Bremsabschnitt 14 umgesetzt wird. Exemplarisch bewegen sich die Bremskörper 3 bei Durchführung der Axialbewegungen 31A, 32B aufeinander zu. Die Bremseinrichtung 12 befindet sich im
Bremszustand, wenn die Bremskörper 3 den Bremsabschnitt 14 kontaktieren. Durch den Kontakt zwischen den Bremskörpern 3 und dem Bremsabschnitt 4 wird die Welle 2 und das Werkzeug 1 bis zum Stillstand abgebremst. Das Abbremsen erfolgt
insbesondere in weniger als 5 ms. Zweckmäßigerweise wird die Bremseinrichtung 12 zurück in den Freigabezustand versetzt, insbesondere automatisch durch die Werkzeugvorrichtung 10 und/oder eine manuelle Betätigung. Das Werkzeug 1 wird wieder von der Antriebseinheit 5 angetrieben. Das Werkstück 11 oder ein anderes Werkstück wird dann von dem Werkzeug 1 bearbeitet . Zweckmäßigerweise erfolgt zwischen dem Abbremsen des Werkzeugs 1 und/oder der Welle 2 und der erneuten Bearbeitung kein Austausch des Werkzeugs 1 und/oder der Bremskörper 3. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die
Werkzeugvorrichtung 10 ausgebildet, die Bremseinrichtung 12 zurück in den Freigabezustand zu versetzen, insbesondere mittels der Aktoreinheit 6 und/oder einer weiteren
Aktoreinheit. Vorzugsweise ist die Werkzeugvorrichtung 10 ausgebildet, die Bremseinrichtung 12 in Ansprechen auf einen Rücksetzbefehl zurück in den Freigabezustand zu versetzen.
Der Rücksetzbefehl wird zweckmäßigerweise durch einen
Benutzer in die Werkzeugvorrichtung 10 eingegeben,
beispielsweise über eine Eingabevorrichtung, insbesondere eine Taste.
Die Figuren 6 und 7 zeigen einen Rücksetzmechanismus 40, der zweckmäßigerweise Teil der Werkzeugvorrichtung 10 ist. Der Rücksetzmechanismus 40 dient dazu, die Bremseinrichtung 12 zurück in den Freigabezustand zu versetzen. Exemplarisch umfasst der Rücksetzmechanismus ein Rücksetzelement 41, beispielsweise einen Hebel, mit einem Rücksetzelement - Kontaktabschnitt 42, der insbesondere durch eine lineare Bewegung mit einem Bremskörper-Kontaktabschnitt des
Bremskörpers 3, beispielsweise dem Zylinderabschnitt 19, in Kontakt gebracht werden kann und zweckmäßigerweise
formschlüssig mit dem Bremskörper-Kontaktabschnitt verbunden wird. Durch eine (insbesondere manuell bewirkte) Drehbewegung des Rücksetzelements 41 wird dann der Bremskörper 3 in eine Drehbewegung versetzt und so zurück in den Freigabezustand gebracht. In der Figur 6 befindet sich der
Rücksetzmechanismus 40 in einem inaktiven Zustand, in dem der Rücksetz -Kontaktabschnitt 42 den Bremskörper-Kontaktabschnitt nicht kontaktiert. In der Figur 7 befindet sich der
Rücksetzmechanismus 40 in einem aktiven Zustand, in dem der Rücksetz -Kontaktabschnitt 42 den Bremskörper-Kontaktabschnitt kontaktiert . Alternativ oder zusätzlich dazu ist die Werkzeugvorrichtung 10 derart ausgebildet, dass sich die Bremseinrichtung über manuelle Betätigung des Werkzeugs 1 und/oder der Welle 2 und/oder eines mit der Welle 2 mechanisch gekoppelten
Bedienelements, beispielsweise eines Hebels, zurück in den Freigabezustand versetzen lässt. Alternativ oder zusätzlich dazu ist die Werkzeugvorrichtung 10 derart ausgebildet, dass sich die Bremseinrichtung über manuelle Betätigung des
Bremskörpers 3 und/oder eines mit dem Bremskörper 3
mechanisch gekoppelten Bedienelements, beispielsweise eines Hebels, zurück in den Freigabezustand versetzen lässt.
Die Werkzeugvorrichtung kann zweckmäßigerweise auch als Winkelgerät, beispielsweise als Winkelschleifer,
Winkelschrauber oder Winkelbohrer ausgebildet sein.
Zweckmäßigerweise umfasst die Werkzeugvorrichtung eine erste Welle, beispielsweise eine Antriebswelle, und eine zweite
Welle, beispielsweise eine Abtriebswelle. Die erste Welle und die zweite Welle sind vorzugsweise über ein Umlenkgelenk miteinander gekoppelt . Zweckmäßigerweise ist die erste Welle oder die zweite Welle die vorstehend genannte Welle, die mittels der Bremseinrichtung gebremst wird.

Claims

Ansprüche
1. Werkzeugvorrichtung (10), umfassend eine Welle (2) sowie eine Bremseinrichtung (12) mit wenigstens einem insbesondere als Bremsscheibe ausgeführten Bremskörper (3) und einem
Bremsabschnitt (14) , wobei die Werkzeugvorrichtung (10) ausgebildet ist:
- im Rahmen eines Bremsvorgangs die Bremseinrichtung (12) von einem Freigabezustand über einen Zuführzustand in einen
Bremszustand zu versetzen,
- im Freigabezustand eine drehfeste Kopplung zwischen dem wenigstens einen Bremskörper (3) und der Welle (2)
bereitzustellen, so dass sich der wenigstens eine Bremskörper (3) im Freigabezustand mit der Welle (2) mitdreht,
- im Zuführzustand eine relative Drehbewegung zwischen dem wenigstens einen Bremskörper (3) und der Welle (2)
bereitzustellen und die relative Drehbewegung in eine
Axialbewegung (31) des wenigstens einen Bremskörpers (3) hin zu dem Bremsabschnitt (14) umzusetzen, und
- im Bremszustand durch einen Kontakt des wenigstens einen Bremskörpers (3) mit dem Bremsabschnitt (14) eine Bremskraft auf die Welle (2) auszuüben, so dass die Welle (2) gebremst wird .
2. Werkzeugvorrichtung (10) nach Anspruch 1, ferner umfassend ein antreibbares Werkzeug (1) , das mit der Welle (2)
gekoppelt ist, so dass das Werkzeug (1) im Bremszustand zusammen mit der Welle (2) gebremst wird.
3. Werkzeugvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die
Welle (2) bei der relativen Drehbewegung eine höhere
Drehgeschwindigkeit aufweist als der Bremskörper (3) .
4. Werkzeugvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Werkzeugvorrichtung (10) ausgebildet ist, den wenigstens einen Bremskörper (3) relativ zur Welle
(2) rotativ zu bremsen, um die relative Drehbewegung zwischen dem wenigstens einen Bremskörper (3) und der Welle (2) bereitzustellen .
5. Werkzeugvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Werkzeugvorrichtung (10) ausgebildet ist, die relative Drehbewegung durch eine ruckartige
Drehgeschwindigkeitsänderung, insbesondere eine
Drehbeschleunigung, der Welle (2) zu bewirken.
6. Werkzeugvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Kopplungsmechanismus zur
Bereitstellung der drehfesten Kopplung im Freigabemodus.
7. Werkzeugvorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei der
Kopplungsmechanismus ausgebildet ist, im Freigabemodus die drehfeste Kopplung zwischen dem wenigstens einen Bremskörper (3) und der Welle (2) durch Reibschluss bereitzustellen.
8. Werkzeugvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Umsetzmechanismus zur Umsetzung der relativen Drehbewegung in die Axialbewegung.
9. Werkzeugvorrichtung (10) nach Anspruch 8, wobei der
Umsetzmechanismus ein Gewinde (4) umfasst und die
Werkzeugvorrichtung (10) ausgebildet ist, im Zuführzustand unter Verwendung des Gewindes (4) die relative Drehbewegung in die Axialbewegung (31) umzusetzen.
10. Werkzeugvorrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei das
Gewinde (4) an der Welle (2) angeordnet ist.
11. Werkzeugvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Bremskörper (3) einen ersten Bremskörper (3A) und einen zweiten Bremskörper (3B) umfasst und wobei die Werkzeugvorrichtung (10) ausgebildet ist, im Zuführzustand eine relative Drehbewegung zwischen den beiden Bremskörper (3A, 3B) und der Welle (2) bereitzustellen und die relative Drehbewegung in zueinander entgegengesetzte Axialbewegungen (31A, 31B) der Bremskörper (3A, 3B) hin zu dem Bremsabschnitt (14) umzusetzen.
12. Werkzeugvorrichtung (10) nach Anspruch 11, ferner
umfassend ein erstes Gewinde (4A) und ein zweites Gewinde (4B) , wobei die Werkzeugvorrichtung (10) ausgebildet ist, im Zuführzustand unter Verwendung des ersten Gewindes (4A) die relative Drehbewegung in eine erste Axialbewegung (31A) des ersten Bremskörpers (3A) umzusetzen und unter Verwendung des zweten Gewindes (4B) die relative Drehbewegung in eine der ersten Axialbewegung (31A) entgegengesetzte zweite
Axialbewegung (31B) des zweiten Bremskörpers (3B) umzusetzen.
13. Werkzeugvorrichtung (10) nach Anspruch 12, wobei sich das erste Gewinde (4A) in seinem Drehsinn von dem zweiten Gewinde (4B) unterscheidet.
14. Werkzeugvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Bremsabschnitt (14) über ein Drehlager (24) verfügt, das die Welle (2) lagert.
15. Werkzeugvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Werkzeugvorrichtung (10) einen
Aktuierungsabschnitt (16) umfasst und ausgebildet ist, mit dem Aktuierungsabschnitt (16) den wenigstens einen
Bremskörper (3) zu berühren, um dadurch die relative
Drehbewegung zwischen dem wenigstens einen Bremskörper (3) und der Welle (2) bereitzustellen.
16. Werkzeugvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Werkzeugvorrichtung (10) ausgebildet ist, einen Betriebszustand zu erfassen und auf Basis des erfassten Betriebszustands den Bremsvorgang auszulösen.
17. Werkzeugvorrichtung (10) nach Anspruch 16, wobei die Werkzeugvorrichtung (10) ausgebildet ist, als den
Betriebszustand einen Notzustand, insbesondere einen Kontakt zwischen dem Werkzeug (1) und dem menschlichen Körper und/oder einen Kickback, zu erfassen.
18. Werkzeugvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Werkzeugvorrichtung (10) ausgebildet ist, die Bremseinrichtung (12) von dem Bremszustand zurück in den Freigabezustand zu versetzen.
19. Verfahren zum Bremsen einer Welle (2) einer
Werkzeugvorrichtung (10), umfassend den Schritt:
Versetzen einer Bremseinrichtung (12) , die wenigstens einen insbesondere als Bremsscheibe ausgeführten Bremskörper (3) und einem Bremsabschnitt (14) aufweist, von einem Freigabezustand, in dem der wenigstens eine Bremskörper (3) mit der Welle (2) drehtest gekoppelt ist, so dass sich der wenigstens eine Bremskörper (3) mit der Welle (2) mitdreht, über einen Zuführzustand, in dem eine relative Drehbewegung zwischen dem wenigstens einen Bremskörper (3) und der Welle (2) in eine Axialbewegung (31) des wenigstens einen
Bremskörpers (3) hin zu dem Bremsabschnitt (14) umgesetzt wird, in einen Bremszustand, in dem der wenigstens eine
Bremskörper (3) in Kontakt mit dem Bremsabschnitt (14) steht und eine Bremskraft auf die Welle (2) ausübt, so dass die Welle (2) gebremst wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Verfahren mit einer Werkzeugvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 18 durchgeführt wird.
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