CH687408A5 - Rutschkupplung einer Elektrowerkzeugmaschine. - Google Patents

Rutschkupplung einer Elektrowerkzeugmaschine. Download PDF

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CH687408A5
CH687408A5 CH01724/93A CH172493A CH687408A5 CH 687408 A5 CH687408 A5 CH 687408A5 CH 01724/93 A CH01724/93 A CH 01724/93A CH 172493 A CH172493 A CH 172493A CH 687408 A5 CH687408 A5 CH 687408A5
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CH
Switzerland
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gear wheel
plate spring
slipping clutch
clutch according
inner gear
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CH01724/93A
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English (en)
Inventor
Herbert Piater
Martin Weindorf
Original Assignee
Atlas Copco Elektrowerkzeuge
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    • 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
    • B27B17/00—Chain saws; Equipment therefor
    • B27B17/08—Drives or gearings; Devices for swivelling or tilting the chain saw
    • B27B17/10—Transmission clutches specially designed for chain saws
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G3/00—Cutting implements specially adapted for horticultural purposes; Delimbing standing trees
    • A01G3/04—Apparatus for trimming hedges, e.g. hedge shears
    • A01G3/047—Apparatus for trimming hedges, e.g. hedge shears portable
    • A01G3/053—Apparatus for trimming hedges, e.g. hedge shears portable motor-driven
    • 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
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/04—Arrangements preventing overload of tools, e.g. restricting load
    • 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
    • F16D7/00—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/02—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type
    • F16D7/024—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type with axially applied torque limiting friction surfaces
    • F16D7/028—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type with axially applied torque limiting friction surfaces with conical friction surfaces

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Description

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CH 687 408 A5
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Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Rutschkupplung einer Elektrowerkzeugmaschine, insbesondere Heckenschere oder Bohrmaschine, mit wenigstens einer ringförmigen Tellerfeder zwischen einem äusseren und einem inneren Getrieberad.
Eine Heckenschere riit einer Rutschkupplung ist in der DE 4 005 133 A1 beschrieben. Eine solche Rutschkupplung soll verhindern, dass die Getriebezähne beschädigt werden, wenn die Messer der Heckenschere, beispielsweise an starken Ästen, blockieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rutschkupplung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die bei kompakter Bauweise ein möglichst genaues Ansprechmoment gewährleistet, wobei auch hohe Ansprechmomente erreicht werden können.
Erfindungsgemäss ist obige Aufgabe bei einer Rutschkupplung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Tellerfeder an ihrem Innenumfang in Umfangsrichtung formschlüssig an dem inneren Getrieberad angreift und sich im Bereich des Innenumfangs axial an dem inneren Getrieberad abstützt und dass die Tellerfeder im Bereich ihres Aussenumfangs reibschlüssig an dem äusseren Getrieberad axial anliegt.
Dadurch ist erreicht, dass der Bereich, an dem die Tellerfeder rutschen kann, definiert der Bereich beim Aussenumfang ist, weil die Tellerfeder an ihrem Innenumfang durch den Formschluss zwangsweise mit dem inneren Getrieberad verbunden ist. Da somit sichergestellt ist, dass die Tellerfeder nicht im Bereich ihres Innenumfangs durchrutschen kann, ist das Ansprechmoment, bei dem es zum Durchrutschen kommt, recht genau bestimmbar. Es ist vergleichsweise hoch wählbar, da das Rutschen auf dem grossen Durchmesser der Tellerfeder stattfindet. Da ein Durchrutschen nur im Bereich des grossen Durchmessers stattfinden kann, ist auch die Fläche, mit der die Tellerfeder durchrutscht, vergleichsweise gross.
Die beschriebene Rutschkupplung ist mit einfachen Bauteilen kompakt aufgebaut, so dass sie in der Werkzeugmaschine nur einen vergleichsweise geringen Bauraum benötigt.
Die beschriebene, reibschlüssige Rutschkupplung hat gegenüber Ratschenkupplungen und Kugelrastkupplungen den weiteren Vorteil, dass beim Ansprechen der Kupplung keine Vibrationen auftreten und ihr Aufbau diesen gegenüber einfach ist und wenig Bauraum beansprucht.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist am inneren Getrieberad ein Versteilglied gelagert, mit dem die Vorspannung, mit der die Tellerfeder auf das äussere Getrieberad drückt, einstellbar ist. Dadurch ist ein genaues Einstellen des Ansprechmoments möglich.
Vorzugsweise sind zwei oder mehrere Tellerfedern als Tellerfederpaket vorgesehen.
Um ein besonders hohes Ansprechmoment bei kleinem Platzbedarf zu erreichen, ist in Weiterbildung der Erfindung am äusseren Getrieberad ein Innenkonus ausgebildet, in den eine Kegelhülse reibschlüssig eingreift, die in Umfangsrichtung formschlüssig mit dem inneren Getrieberad in Eingriff steht. Durch die Flächenpaarung zwischen dem Innenkonus und der Kegelhülse ist die Wirkung der Tellerfeder unterstützt und insgesamt das Ansprechmoment erheblich vergrössert. Vorzugsweise drückt das Versteilglied axial auf die Kegelhülse.
Zur Erhöhung des Ansprechmoments ist es auch möglich, eine weitere Tellerfeder bzw. ein weiteres Tellerfederpaket auf der der ersten Tellerfeder bzw. dem ersten Tellerfederpaket abgewandten Seite des äusseren Getrieberads vorzusehen. Diese weitere Tellerfeder bzw. dieses weitere Tellerfederpaket ist ebenso wie die erste Tellerfeder bzw. das erste Tellerfederpaket mit dem inneren Getrieberad in Umfangsrichtung formschlüssig verbunden. Das Verstellglied drückt in diesem Fall axial auf die weitere Tellerfeder bzw. das weitere Tellerfederpaket.
In bevorzugster Ausgestaltung der Erfindung ist das äussere Getrieberad ein Vorgelegerad und das innere Getrieberad ist eine Vorgelegehülse, welche auf einer Achse drehbar gelagert ist. Dadurch ist die Rutschkupplung in das Vorgelege verlegt. Dies ist günstig, da dann die Rutschkupplung auf einer höheren Drehzahl liegt als ein abtriebseitiges Zahnrad, so dass die an ihr auftretenden Drehmomente dementsprechend kleiner sind.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Teilschnitt einer Heckenschere,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II nach Fig. 1,
Fig. 3 ein äusseres und ein inneres Vorgelegerad, gegenüber Fig. 1 vergrössert und
Fig. 4 eine Tellerfeder.
In einem Gehäuseteil (1) einer Heckenschere ist eine Ankerwelle (2) eines nicht näher dargestellten Antriebsmotors gelagert. In ein Ritzel (3) der Ankerwelle (2) greift ein äusseres Getrieberad (4), speziell ein Vorgelegerad, mit einer Aussenverzahnung (5) ein. Am äusseren Getrieberad (4) ist ein Innenkonus (6) ausgebildet, in dem reibschlüssig eine Kegelhülse (7) sitzt.
Auf einer im Gehäuseteil (1) feststehenden Achse (8) ist ein inneres Getrieberad (9), speziell Vorgelegehülse, drehbar gelagert. Die Vorgelegehülse (9) greift mit einer Aussenverzahnung (10) in ein Kupplungsrad (11), mit dem ein Doppelexzenter (12) antreibbar ist, der in Scherblätter (13) eingreift.
Neben der Aussenverzahnung (10) ist an dem inneren Getrieberad (9) eine weitere Aussenverzahnung (14) ausgebildet. In diese greifen zwei ein Tellerfederpaket bildende ringförmige Tellerfedern (15) mit einer Innenverzahnung (16) ein, so dass die Tellerfedern (15) drehfest mit der Vorgelegehülse (9) verbunden sind. Axial stützen sich die Tellerfedern (15) an einer zwischen der Aussenverzahnung (10) und der Aussenverzahnung (14) bestehenden Stufe (17) ab. Im Bereich (18) ihres Aussenumfangs liegt die dem Vorgelegerad (4) nahe Tellerfeder (15) an diesem axial an.
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Auf der Aussenverzahnung (14) sitzt ausserdem die Kegelhülse (7) mit einer Innenverzahnung (19).
An der Vorgelegehülse (9) ist an ihrem oberen Ende ein Aussengewinde (20) ausgebildet, auf das eine Mutter (21) als Versteilglied für den Anpressdruck aufgeschraubt ist. Die Mutter (21) drückt stirnseitig axial auf die Kegelhülse (7), die ihrerseits über den Innenkonus (6) auf das äussere Getrieberad (4) drückt und damit dieses axial auf den äusseren Bereich (18) der Tellerfeder (15) drückt.
Für das Ansprechen der Rutschkupplung ist die Flächenpressung zwischen dem Bereich (18) der Tellerfeder (15) und der axialen Stirnseite (22) des äusseren Vorgelegerades (4) sowie zwischen dem Innenkonus (6) des äusseren Vorgelegerades (4) und der Kegelhülse (7) massgebend. Die Flächenpressung zwischen diesen Flächen ist mittels der Mutter (21) auf einen hohen Wert einstellbar, der in engen Grenzen mittels der Mutter (21) vorbestimmbar ist, da mittels der Mutter (21) auch alle Bauteiltoleranzen ausgeglichen werden und die Tellerfedern (15) und die Kegelhülse (7) drehfest mit der Vorgelegehülse (9) verbunden sind. Eine genaue Einstellbarkeit der Mutter (21) ist dadurch unterstützt, dass das Aussengewinde (20) und die Mutter (21) mit Feingewinden versehen sind.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Rutschkupplung ist etwa folgende:
Im normalen Betrieb wird das Werkzeug, im Beispielsfall die Scherbeblätter (13), über das Kupplungsrad (11) angetrieben, wobei das von dem äusseren Vorgelegerad (4) und der Vorgelegehülse (9) gebildete Vorgelege mit einer höheren Drehzahl dreht als das Kupplungsrad (11), so dass die in das Vorgelege integrierte Rutschkupplung nur ein Drehmoment übertragen muss, das kleiner ist als das am Werkzeug wirkende Drehmoment.
Wird in einem Störfall das Werkzeug blockiert, werden im Beispielsfalle also die Scherblätter (13), beispielsweise durch einen Gartenzaun oder einen dicken Ast blockiert, dann wird das Ansprechmoment der Rutschkupplung überschritten. Beim Überschreiten des Ansprechmoments bleiben die Tellerfedern (15) und die Kegelhülse (7) stehen und das Vorgelegerad (4) gleitet mit seiner axialen Stirnseite (22) auf dem Bereich (18) der Tellerfeder (15) und mit seinem Innenkonus (6) an der Kegelhülse (7). Dadurch sind die Verzahnungen gegen Beschädigungen geschützt. Das Ritzel (3) und das mit diesem in Eingriff stehende Vorgelegerad (4) können bei einer auftretenden Bremsmomentspitze noch einige Umdrehungen durchführen, bis die Ankenwelle (2) zum Stillstand kommt. Es ist also eine «weiche» Verzögerung der Ankerwelle (2) erreicht, so dass die Verzahnungen beim Blockieren des Werkzeugs keiner gefährdenden Belastung ausgesetzt sind.
Ein Fettdepot (23) kann zur Schmierung der zwischen dem Vorgelegerad (4) und der Kegelhülse (7) und der Tellerfeder (15) bestehenden Reibflächen vorgesehen sein.
Die beschriebene Rutschkupplung kann auch bei anderen Elektrowerkzeugmaschinen, beispielsweise Bohrmaschinen, vorgesehen sein. Sie kann auch im Bereich des abtriebsseitigen Kupplungsrades (11) angeordnet sein.

Claims (11)

Patentansprüche
1. Rutschkupplung einer Elektrowerkzeugmaschi-ne, insbesondere Heckenschere oder Bohrmaschine, mit wenigstens einer ringförmigen Tellerfeder zwischen einem äusseren und einem inneren Getrieberad, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder (15) mit ihrem Innenumfang (16) in Umfangsrichtung formschlüssig an dem inneren Getrieberad (9) angreift und sich im Bereich des Innenumfangs (16) axial an dem inneren Getrieberad (9) abstützt und dass die Tellerfeder (15) im Bereich (18) ihres Aussenumfangs reibschlüssig an dem äusseren Getrieberad (4) axial anliegt.
2. Rutschkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung durch eine Innenverzahnung (16) der Tellerfeder (15) bzw. der ein Tellerfederpaket bildenden Tellerfedern (15) und eine Aussenverzahnung (14) des inneren Getrieberades (9) gebildet ist.
3. Rutschkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Tellerfeder (15) bzw. das von wenigstens zwei Tellerfedern (15) gebildete Tellerfederpaket auf einer Stufe (17) des inneren Getrieberades (9) axial abstützt.
4. Rutschkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am inneren Getrieberad (9) ein Verstellglied (21) gelagert ist, mit dem die Vorspannung, mit der die Tellerfeder (15) auf das äussere Getrieberad (4) drückt, einstellbar ist.
5. Rutschkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellglied (21) auf der der Tellerfeder (15) abgewandten Seite des äusseren Getrieberades (4) vorgesehen ist.
6. Rutschkupplung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellglied eine Mutter (21) ist, die auf ein Gewinde (20) des inneren Getrieberades (9) aufgeschraubt ist.
7. Rutschkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am äusseren Getrieberad (4) ein Innenkonus (6) ausgebildet ist, in den eine Kegelhülse (7) reibschlüssig eingreift, die in Umfangsrichtung formschlüssig mit dem inneren Getrieberad (9) in Eingriff steht.
8. Rutschkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelhülse (7) mit einer Innenverzahnung (19) auf der gleichen Aussenverzahnung (14) des inneren Getrieberades (9) wie die Tellerfeder (15) sitzt.
9. Rutschkupplung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellglied (21) auf die Kegelhülse (7) drückt.
10. Rutschkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Tellerfeder bzw. ein weiteres Tellerfederpaket auf der der ersten Tellerfeder (15) abgewandten Seite des äusseren Getrieberades (4) vorgesehen ist, wobei auch die weitere Tellerfeder bzw. das weitere Tellerfederpaket mit dem inneren Getrieberad (9) drehfest verbunden ist.
11. Rutschkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das äussere Getrieberad (4) ein Vorgelegerad (4)
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und das innere Getrieberad (9) eine Vorgelegehülse (9) ist, welche auf einer Achse (8) drehbar gelagert ist.
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