DE2342336A1

DE2342336A1 - Automatisch arbeitende bremsvorrichtung

Info

Publication number: DE2342336A1
Application number: DE19732342336
Authority: DE
Inventors: Jun John Robert Dwyer; Stephen Jeffrey Ehrlich; Henry Klein
Original assignee: Black and Decker Manufacturing Co
Current assignee: Black and Decker Corp
Priority date: 1972-09-05
Filing date: 1973-08-22
Publication date: 1974-03-21
Also published as: CA969110A; JPS4969444A; FR2199827A5; ZA733472B; AU5602273A; AU463461B2; GB1427241A; IT991369B; US3760570A

Description

Automatisch arbeitende Bremsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatisch arbeitende Bremsvorrichtung, insbesondere für eine motorgetriebene Werkzeugmaschine mit einem in einem Gehäuse gelagerten und von einem Motor angetriebenen Drehelement, dem Bremselemente zugeordnet sind, sowie mit einem stationären Teil,

Bei derartigen motorgetriebenen Werkzeugmaschinen, beispielsweise bei Rasenmähern, Kantenschneidern o.ä, ist es erwünscht, daß beim Abschalten der Maschine die sich drehenden Teile automatisch sofort abgebremst und zum Stillstand gebracht werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine für diesen Zweck geeignete Bremsvorrichtung zu schaffen, die mit einem Minimum an zusätzlichen Bauelementen einfach herzustellen ist und sicher und zuverlässig arbeitet.

409812/0861

Diese Aufgabe wird mit einer Bremsvorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß gelöst durch die Bremselemente normalerweise in reibenden Eingriff mit dem stationären Teil bringende Federn wobei die Bremselemente oberhalb einer vorbestimmten Rotationsgeschwindigkeit allein unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft den Pederdruck überwindend außer Eingriff mit dem stationären Teil kommen und unterhalb der vorbestimmten Rotationsgeschwindigkeit dieser Eingriff wieder hergestellt wird.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der ein Ausführungsbeispiel zeigenden Figuren näher erläutert.

Figur 1 zeigt in einer Seitenansicht -einen erfindungsgemäß ausgestalteten Rasenkantenschneider, wobei ein Teil des Gehäuses aufgebrochen ist und ein Teil des Griffes fehlt.

Figur 2 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Teil von Figur Figur 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Figur 2.

Figur ή zeigt einen Schnitt entlang der Linie k-h in Figur 2.

Figur 5 zeigt vergrößert einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in Figur 2.

Figur 6 zeigt in perspektivischer Darstellung ein lösbar befestigtes Bremsbackenelement.

Der in den Figuren dargestellte Rasenkantenschneider 10 hat ein Motorgehäuse 11» das aus einem Griff gehäuse 12 und einem daran befestigten Blattgehäuse 24 besteht. Das Griffgehäuse 12 weist

409812/0851

2342338

eine nach hinten gerichtete Verlängerung 1*1 zur Aufnahme eines Endes des nach oben verlaufenden Griffes 16 auf und ist mit diesem über eine lösbare Schrauben-Flügelmutter-Anordnung 18 verbunden. Ein Radgehäuse mit einer Bremse 15 ist lösbar am Griff 16 befestigt und trägt ein Paar Räder 20 (nur eines dargestellt), die eine Bewegung des Rasenkantenschneiders 10 über den Boden ermöglichen.

Ein Elektromotor 17 ist innerhalb des Motorgehäuses 11 angeordnet und weist eine drehbare Ausgangswelle 22 auf, die nahe ihrem unteren Ende mittels eines Lagers 3*1 gehaltert ist, das in eine einstückig mit einer Motorbefestigungsplatte 30 ausgebildete Nabe 32 eingepreßt ist. Ein Kühlgebläse für den Motor enthält ein Ventilatorrad 40 und eine an der Motorausgangswelle 22 befestigte Nabe 46. Das Ventilatorrad ¹IO und die Nabe 46 . können einstückig, beispielsweise aus Aluminiumguß hergestellt werden, oder sie können aus getrennten Teilen aufgebaut sein, indem etwa ein aus Kunststoff bestehendes Ventilatorrad 40 an einer Stahlnabe 46 befestigt ist. In jedem Fall enthält das Ventilatorrad 40 Flügel 5¹», die Kühlluft axial durch den Motor 17 und durch öffnungen 55 in der Platte 30 saugen und diese Luft dann radial entlang den Flügeln 54 und durch öffnungen 56 im Blattgehäuse 24 abgeben.

Eine Deckplatte 57 ist an einem Rand 58 des Blattgehäuses 24 befestigt und schützt das Ventilatorrad gegen Gras, Schmutz und . andere Fremdkörper. Auf einem einen verringerten Durchmesser

409812/0851

aufweisenden Bereich 29 der Ventilatornabe 46 ist ein Schneidblatt 28 befestigt und dort mittels einer Bellville-Scheibe 48 und einer auf das Gewindeende 51 der Welle 22 aufgeschraubten Mutter 50 festgelegt. Wenn somit der Rasenkantenschneider eingeschaltet wird, indem eine entsprechende Leitung (nicht gezeigt) an eine Spannungsquelle gelegt und ein nicht gezeigter, am oberen Ende" des Griffes 16 vorgesehener Schalter betätigt wird, so läuft der Motor 17 an und das Schneidblatt 28 wird gedreht .

Der Rasenkantenschneider 10 kann einerseits als "Rasenmäher" benutzt werden, wobei das Blatt 28 sich in einer im wesentlichen horizontalen Ebene gemäß Figur 1 dreht, und kann andererseits als Kantenschneider dienen, wobei das Blatt 28 dann im wesentlichen in einer senkrechten Ebene läuft. Bei letzterem befinden sich Motorgehäuse 11, Griffgehäuse 12 und Blattgehäuse 24 in einer im wesentlichen um 90 um die Achse des Endes des Griffes l6 gedrehten Stellung (Figur 1). Zu diesem Zweck ist die Schraubenanordnung 18 vom Griff 16 lösbar, und das Gehäuse des Rasenkantenschneiders 10 kann von Hand in die gewünschte Stellung gebracht werden.

Aus Sicherheitsgründen ist es· erwünscht, daß die Drehung des Blattes 28 innerhalb einer verhältnismäßig kurzen Zeitspanne nach dem Anschalten des Motors 17 endet. Zu diesem Zweck ist eine automatisch arbeitende Bremsvorrichtung eingebaut, die die

4098 12/0851

Drehung des Blattes 28 innerhalb weniger Sekunden nach dem Abschalten des Motors 17 unterbricht.

Wie Figur 2 zeigt, bildet die Nabe 32 eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Fläche 33» auf die ein entsprechend geformtes Metallband 42 aus hartem, abriebfestem Material aufgebracht ist. Das Metallband 42 ist an seinem großen Ende mit Federlappen 44 versehen, die über eine Schulter 45 und in Aussparungen 46 der Nabe 32 schnappen, um das Band 42 auf der Nabe 32 zu halten und eine Drehung gegenüber dieser zu verhindern. Am anderen Ende des Bandes 4^2 ist außerdem ein radial nach innen gerichteter Flansch 47 vorgesehen, der die Positionierung des Bandes 42 auf der Nabe 32 unterstützt, während er gleichzeitig als Staubdichtung und Fetthalterung für das Lager 34 dient.

Das Ventilatorrad 40 hat eine Anzaftl von Bremszapfen 68, die in Hohlräumen 60 senkrecht zu Tangentialebenen der Oberfläche 33 der Nabe 32 und symmetrisch um die Drehachse des Ventiiatorrades angeordnet sind. Die Zapfen 68 werden normalerweise von Spiral-Druckfedern 66, die in den Hohlräumen 66 zwischen einem radialen Flansch 78 des Zapfens 68 und einer Anlagefläche 69-gehalten sind, in reibenden Eingriff mit dem als stationäres Teil dienenden Band 42 gebracht. Durch obere Flächen 71 und untere Flächen 73 sind die Zapfen 68 verschiebbar in den öffnungen 60 geführt.

409812/08 51

"⁶' 2342338

Wenn der Motor 17 eingeschaltet wird und die Welle 22 sich dreht, so bewirkt die Zentrifugalkraft eine Bewegung der· Bremszapfen 68 gegen die Kraft der Federn 67 radial nach außen, und die inneren Enden der Zapfen 68 kommen außer Eingriff mit dem stationären Teil bzw. Bremsband 42. Solange der Motor 17 mit normaler oder nahezu normaler Betriebsgeschwindigkeit läuft, bleiben die Bremszapfen 68 außer Eingriff mit dem Bremsband 42. Wird der Motor 17 jedoch abgeschaltet, so fällt die Drehzahl der Welle 22 und damit auch die des Ventilatorrades 40 ab, und die Federn 67 bewegen die Zapfen 68 bei einer vorbestimmten, verringerten Geschwindigkeit wieder in reibenden Eingriff mit dem Bremsband 42. Darauf fällt die Drehgeschwindigkeit der Welle 22 stark ab und die Federn 67 werden noch wirksamer, indem sie die Zapfen 68 in stärkeren Eingriff mit dem Bremsband 42 pressen. Somit kommt die Welle 22 und damit das Schneidblatt 28 unmittelbar nach dem Abschalten des Motors 17 zum Stillstand.

Die Bremszapfen 68 und die Federn 66 sind alle gleich aufgebaut, so daß die Zapfen 68 alle bei im wesentlichen der gleichen Drehzahl der Welle 23 wieder in Eingriff mit dem Bremsband 42 kommen. Es ist jedoch klar, daß gegebenenfalls einige der Zapfen 68 das Band 42 früher berühren können, um so eine Anfangsbremswirkung und eine Abschlußbremswirkung auf die Welle 22 auszuüben. In diesem Fall sind die Zapfen 68 und/oder Federn 66 unterschiedlich aufgebaut. _%

409812/0851 ORIGINAL INSPECTED

Ein weiteres Merkmal der Erfindung, daß sich besonders für elektrisch betriebene Geräte'eignet, die während des Betriebes einer überlastung ausgesetzt sein können, wie beispielsweise der beschriebene Rasenkantenschneider, besteht in der Abgabe eines akustischen Warnsignale durch die Bremsvorrichtung, wenn die Motorgeschwindigkeit 17 beispielsweise in Folge einer Last, die einen Motorschaden hervorrufen könnte, unter einen.bestimmten Wert abfällt. Auf diese Weise erkennt der Benutzer den möglicherweise gefährlichen Zustand und kann unverzüglich die erforderlichen Maßnahmen ergreifen.

Man erkennt, daß bei Einbau der Bremsvorrichtung als Teil der vorhandenen stationären und drehbaren Teile, beispielsweise der Lagernabe 32 und des Ventilatorrades ¹IO, lediglich eine minimale axiale Vergrößerung zwischen dem Lager 3^ und dem Schneidblatt 28 eintritt. Dadurch werden selbstverständlich die Probleme wie Größe und Gewicht des gesamten Gerätes usw. vermieden. Ferner verringern die konische Form von Nabe 32 und stationärem Teil sowie die schräge Anordnung der Bremszapfen 68 die erforderlichen radialen Abmessungen.

Die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung arbeitet zudem vollständig mechanisch^ während einige vorbekannte Bremsvorrichtungen elektrisch betätigt wurden. Darüber hinaus wird die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung automatisch betätigt und unwirksam gemacht, wenn

Λ 09812/0851

der Motor ab- bzw, eingeschaltet wird, und es ist kein Bedienungsschritt durch den Benutzer erforderlich. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung besteht in einem Minimum-an getrennten Teilen, so daß sich ein besonders einfacher und billiger Aufbau ergibt»

Vorstehend wurde eine neue verbesserte, mittels Zentrifugalkraft arbeitende Bremsvorrichtung beschrieben, die für motorbetriebene Geräte geeignet ist und eine besonders einfache und vorteilhafte Lösung darstellt. Obwohl diese Beschreibung an Hand eines besonderen Ausführungsbeispiels erfolgte, ist die Erfindung nicht auf dieses Beschränkt, sondern es sind weitere Abwandlungen und Änderungen möglieh, die alle unter die Erfindung fallen. Ferner läßt sich die Bremsvorrichtung in verschiedensten motorbetriebenen Geräten benutzen, selbst in solchen, deren Werkzeugbewegung keine reine Drehbewegung darstellt, wenn nur innerhalb des Gerätes mindestens ein Drehteil vorhanden ist.

409812/08 5-1

Claims

Ansprüche

!.'Automatisch arbeitende Bremsvorrichtung, insbesondere für eine motorbetriebene Werkzeugmaschine mit einem in einem Gehäuse gelagerten und von einem Motor angetriebenen Drehelement, dem Bremselemente zugeordnet sind, sowie mit einem stationären Teil, gekennzeichnet durch die Bremselemente (68) normalerweise in reibenden Eingriff mit dem stationären Teil (42) bringende Federn (66), wobei die Bremselemente oberhalb einer vorbestimmten Rotationsgeschwindigkeit allein unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft den Pederdruck überwindend außer Eingriff mit dem stationären Teil (42) kommen und unterhalb der vorbestimmten Rotationsgeschwindigkeit dieser Eingriff wieder hergestellt wird.

2. Bremsvorrichtnng nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremselemente aus radial bezüglich der Drehachse und symmetrisch um diese angeordenten Zapfen (66) bestehen, die von den Federn (66) radial nach innen gedrückt werden.

3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremselemente in Eingriff mit einer stationären Lagernabe stehen.

A098 12/0851

4. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3₉ für eine Werkzeugmaschine mit einem auf der Motorwelle befestigten Ventilatorrad, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremselemente im Ventilatorrad gehalten sind.

5. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das stationäre Teil eine Ringfläche aufweist, auf der lösbar ein Bremsband befestigt ist.

6. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in Eingriff mit den Bremselementen kommende Fläche des stationären Teils kegelstumpfförmig ist, und daß die Bremselemente jeweils entlang einer senkrecht auf der kegelstumpfförmigen Fläche liegenden Geraden bewegbar sind.

7. Bremsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsband einstückig mit ihm ausgebildete, elastische Finger aufweist, die lösbar in Schlitze im stationären Teil eingreifen.

8. Bremsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Finger an einem Ende des Bremsbandes vorgesehen sind, während am anderen Ende ein radial nach innen gerichteter Flansch vorhanden ist.

surre

20.8.73

40.9812/0861