DE102013225991A1 - Device for braking a rotatable machining tool and associated processing machine - Google Patents

Device for braking a rotatable machining tool and associated processing machine Download PDF

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Michael Bogner
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Abstract

Vorrichtung (1, 16) zum Abbremsen eines drehbaren Bearbeitungswerkzeugs (2), das über eine Antriebswelle (5, 17, 27) mit einem Antrieb verbunden und bei Gabe eines Bremssignals abbremsbar ist, wobei zwischen dem Bearbeitungswerkzeug (2) und dem Antrieb ein schaltbarer Freilauf (10, 19, 20) angeordnet ist, der durch das Bremssignal auskuppelbar ist.Device (1, 16) for braking a rotatable machining tool (2) which is connected via a drive shaft (5, 17, 27) to a drive and braked upon application of a brake signal, wherein between the machining tool (2) and the drive a switchable Freewheel (10, 19, 20) is arranged, which can be disengaged by the brake signal.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abbremsen eines drehbaren Bearbeitungswerkzeugs, das über eine Antriebswelle mit einem Antrieb verbunden und bei Gabe eines Bremssignals abbremsbar ist.The invention relates to a device for braking a rotatable machining tool, which is connected via a drive shaft to a drive and can be braked upon application of a brake signal.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Derartige Vorrichtungen werden als Bestandteil von Bearbeitungsmaschinen eingesetzt, Beispiele dafür sind Tischkreissägen, Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren. Diese Bearbeitungsmaschinen weisen ein scheibenförmiges Bearbeitungswerkzeug auf, das mit hoher Umdrehungsgeschwindigkeit rotiert. Wenn ein Benutzer mit einem Körperteil versehentlich das drehende Bearbeitungswerkzeug berührt, können schwere Verletzungen die Folge sein, die eine Amputation von Gliedmaßen erforderlich machen.Such devices are used as part of machine tools, examples of which are table saws, milling machines and machining centers. These processing machines have a disk-shaped machining tool which rotates at a high rotational speed. If a user accidentally touches the rotating machining tool with a part of the body, it can result in serious injury requiring limb amputation.

Unter der Bezeichnung SawStop (eingetragene Marke) wird eine Schutzvorrichtung für Tischkreissägen angeboten, bei der das Sägeblatt gegenüber anderen Bauteilen der Tischkreissäge elektrisch isoliert ist. Eine Berührung des rotierenden Sägeblatts durch einen Benutzer wird durch die Auswertung eines Sensorsignals detektiert, da bei einer Berührung eine charakteristische auf der Leitfähigkeit der Haut beruhende Änderung des elektrischen Sensorsignals auftritt. Bei einem erkannten Berührkontakt wird eine Notbremseinrichtung ausgelöst, eine vorgespannte Druckfeder drückt einen Aluminiumblock in das mit hoher Geschwindigkeit rotierende Sägeblatt, so dass dieses gewaltsam abgebremst wird. Obwohl diese Notbremseinrichtung einen wirksamen Schutz gewährleistet, wird es als nachteilig angesehen, dass die Notbremseinrichtung bei einem gewaltsamen Stopp zwangsläufig beschädigt wird. Zusätzlich ist dann auch das Sägeblatt zu erneuern, das durch die gewaltsame Abbremsung zumeist zerstört wird. Dementsprechend ergeben sich vergleichsweise hohe Kosten bei einer Auslösung dieses Notbremssystems, zudem ist mit Stillstandszeiten der Bearbeitungsmaschine zu rechnen. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass Fehlauslösungen auftreten können, z. B. wenn Holz gesägt wird, dessen Feuchte einen bestimmten Grenzwert übersteigt.SawStop (registered trademark) is a protective device for table saws in which the saw blade is electrically insulated from other components of the table saw. A contact of the rotating saw blade by a user is detected by the evaluation of a sensor signal, since a touch on a characteristic based on the conductivity of the skin change of the electrical sensor signal occurs. When a detected contact contact an emergency braking device is triggered, a prestressed compression spring presses an aluminum block in the rotating blade at high speed, so that this is forcibly decelerated. Although this emergency brake device ensures effective protection, it is considered disadvantageous that the emergency brake device is inevitably damaged during a violent stop. In addition, then also renew the saw blade, which is usually destroyed by the violent deceleration. Accordingly, comparatively high costs result in the triggering of this emergency braking system, in addition, standstill times of the processing machine can be expected. Another disadvantage is the fact that false triggering can occur, for. B. when sawing wood whose moisture exceeds a certain limit.

Herkömmliche Vorrichtungen zum Abbremsen eines drehbaren Bearbeitungswerkzeugs weisen den Nachteil auf, dass zumeist die gesamte in Bewegung befindliche Einheit, die einen Antrieb wie einen Elektromotor, eine Antriebswelle und das Bearbeitungswerkzeug umfasst, abgebremst werden müssen. Diese Einheit weist ein vergleichsweise hohes Massenträgheitsmoment auf, das einer schnellen Verzögerung, wie sie bei Unfällen erforderlich ist, entgegenwirkt. Dementsprechend verzögert die große Massenträgheit bei herkömmlichen Bremsvorrichtungen ein schnelles Abbremsen. Darüber hinaus führt die große Massenträgheit im Falle einer Auslösung eines Notbremsvorgangs dazu, dass an der Bremse oder dem Schutzmechanismus und gegebenenfalls auch an dem Bearbeitungswerkzeug ein massiver Schaden entsteht, wodurch zusätzliche Kosten und Ausfallzeiten verursacht werden. Conventional devices for braking a rotatable machining tool have the disadvantage that in most cases the entire unit in motion, which comprises a drive such as an electric motor, a drive shaft and the machining tool, must be braked. This unit has a comparatively high mass moment of inertia, which counteracts the rapid deceleration required in accidents. Accordingly, the large inertia of conventional brake devices retards rapid deceleration. In addition, the large inertia in the event of an emergency brake application causes massive damage to the brake or the protective mechanism and possibly also to the machining tool, causing additional costs and downtime.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Abbremsen eines drehbaren Bearbeitungswerkzeugs anzugeben, die eine schnellere Abbremsung des Bearbeitungswerkzeugs ermöglicht, wodurch die Gefahr schwerer Verletzungen verringert werden kann.The invention has for its object to provide a device for braking a rotatable machining tool, which allows a faster deceleration of the machining tool, whereby the risk of serious injury can be reduced.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass zwischen dem Bearbeitungswerkzeug und dem Antrieb ein schaltbarer Freilauf angeordnet ist, der durch das Bremssignal auskuppelbar ist.To solve this problem, it is provided according to the invention in a device of the type mentioned that a switchable freewheel is arranged between the machining tool and the drive, which can be disengaged by the brake signal.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das Vorsehen eines schaltbaren Freilaufs zwischen dem Bearbeitungswerkzeug und dem Antrieb das Massenträgheitsmoment der abzubremsenden Komponenten beträchtlich reduziert, da dann lediglich die verbleibenden, mit dem Bearbeitungswerkzeug gekoppelten Komponenten der Vorrichtung gebremst werden müssen. Diese verbleibenden Komponenten besitzen naturgemäß ein geringeres Trägheitsmoment, so dass sie einschließlich des Bearbeitungswerkzeugs bei gleichbleibender Bremskraft beziehungsweise bei einem gleichbleibenden Bremsmoment wesentlich schneller bis zum Stillstand abgebremst werden können. Somit steigt die Wahrscheinlichkeit, dass schwere Verletzungen bei einem unbeabsichtigten Kontakt eines Körperteils eines Benutzers mit dem Bearbeitungswerkzeug abgemildert werden können oder erst gar nicht entstehen, da das Bearbeitungswerkzeug innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne bis zum Stillstand abgebremst werden kann. The invention is based on the recognition that the provision of a switchable freewheel between the machining tool and the drive considerably reduces the mass moment of inertia of the components to be braked, since then only the remaining components of the device coupled to the machining tool have to be braked. Naturally, these remaining components have a lower moment of inertia, so that they can be braked substantially more rapidly to a standstill, including the machining tool, with the same braking force or with a constant braking torque. Thus, the likelihood that serious injury from inadvertent contact of a user's body part with the machining tool may or may not be mitigated increases as the machining tool can be decelerated to a standstill within a very short period of time.

Der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehene schaltbare Freilauf kann auf unterschiedliche Arten realisiert werden. Gemäß einer ersten Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass der Freilauf eine Schiebehülse umfasst, die elektrisch oder elektromagnetisch betätigbar ist. Mittels der betätigbaren Schiebehülse wird eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen zwei Komponenten geschaffen oder gelöst. Während des Normalbetriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Freilauf eingekuppelt, so dass ein Drehmoment über die Schiebehülse übertragen werden kann. Wenn eine gefährliche Situation bevorsteht oder vorhanden ist, wird ein Bremssignal ausgelöst, das wiederum einen Schaltvorgang des Freilaufs auslöst, so dass dieser auskuppelt. Dabei wird die Schiebehülse betätigt, die die Verbindung zwischen dem Bearbeitungswerkzeug und dem Antrieb auskoppelt, so dass während des Abbremsens lediglich das Bearbeitungswerkzeug und damit verbundene Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung abzubremsen sind, nicht jedoch die entkoppelten Komponenten, beispielsweise der als Elektromotor ausgebildeter Antrieb. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Schiebehülse vorzugsweise durch einen Hubmagneten betätigbar sein. Der Hubmagnet kann ringförmig ausgebildet und auf die Schiebehülse geschoben sein, so dass er bei einer Betätigung axial entlang der Schiebehülse bewegt wird und die Schiebehülse verschiebt. The switchable freewheel provided in the device according to the invention can be realized in different ways. According to a first variant of the invention it is provided that the freewheel comprises a sliding sleeve which is electrically or electromagnetically actuated. By means of the actuatable sliding sleeve a positive and / or positive connection between two components is created or solved. During normal operation of the device according to the invention the freewheel engaged, so that a torque can be transmitted via the sliding sleeve. If a dangerous situation is imminent or present, a brake signal is triggered, which in turn triggers a shift of the freewheel, so that this disengages. In this case, the sliding sleeve is actuated, which decouples the connection between the machining tool and the drive, so that during braking only the machining tool and associated components of the device according to the invention are decelerated, but not the decoupled components, for example, designed as an electric motor drive. In the device according to the invention, the sliding sleeve can preferably be actuated by a solenoid. The solenoid can be annular and pushed onto the sliding sleeve, so that it is moved axially along the sliding sleeve during actuation and shifts the sliding sleeve.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Schiebehülse auf einem Umlaufnuten für Wälzkörper aufweisenden Linearkäfig verschiebbar gelagert ist. Auf diese Weise kann eine Verschiebung der Schiebehülse durch eine geringe Hubkraft erfolgen. A development of the invention provides that the sliding sleeve is slidably mounted on a recirculating grooves for rolling elements having linear cage. In this way, a shift of the sliding sleeve can be done by a low lifting force.

Gemäß einer zweiten, alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Freilauf als Schlingfederfreilauf ausgebildet sein. Derartige Schlingfederfreiläufe sind an sich bekannt und eignen sich gut zum Entkoppeln des Bearbeitungswerkzeugs von dem Antrieb, allerdings erzeugen sie ein Restschleppmoment. According to a second, alternative embodiment of the device according to the invention, the freewheel can be designed as a loop spring freewheel. Such wrap spring clutches are known per se and are well suited for decoupling the machining tool from the drive, however, they generate a residual drag torque.

Gemäß einer dritten, alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Freilauf als Rutschkupplung ausgebildet sein. Eine derart ausgebildete Vorrichtung beruht auf dem Prinzip, dass bei einem festgelegten Bremsmoment eine automatische Entkopplung auftritt. Somit wird durch das Bremssignal in diesem Fall zunächst ein Bremsvorgang ausgelöst, beispielsweise durch Aktivieren einer Bremse, das von dieser Bremse erzeugte Bremsmoment bewirkt das Auskuppeln der Rutschkupplung, die somit die Funktion einer Überlastkupplung hat. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass der Freilauf ein „passives“ Bauteil ist, das keinen separaten Aktor erfordert. Es ist lediglich erforderlich, eine Bremse durch das Bremssignal zu aktivieren. Eine Weiterbildung der die Rutschkupplung aufweisenden erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Rutschkupplung so ausgebildet ist, dass im ausgekuppelten Zustand ein selbständiges Einkuppeln nicht möglich ist. Diese Funktion wird aus Sicherheitsgründen implementiert, ein Wiedereinschalten ist erst nach einem Stillstand möglich.According to a third, alternative embodiment of the device according to the invention, the freewheel can be designed as a slip clutch. Such a device is based on the principle that at a specified braking torque automatic decoupling occurs. Thus, a braking operation is triggered by the brake signal in this case, first, for example by activating a brake, the brake torque generated by this brake causes the disengagement of the slip clutch, which thus has the function of an overload clutch. This embodiment has the advantage that the freewheel is a "passive" component that does not require a separate actuator. It is only necessary to activate a brake by the brake signal. A development of the slip clutch having inventive device provides that the slip clutch is designed so that in the disengaged state, an independent engagement is not possible. This function is implemented for safety reasons, restarting is only possible after a standstill.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht ein besonders schnelles Abbremsen des Bearbeitungswerkzeugs, wenn der Freilauf zwischen dem Bearbeitungswerkzeug oder einem Träger für das Bearbeitungswerkzeug und der Antriebswelle angeordnet ist. In diesem Fall müssen im ausgekuppelten Zustand lediglich das Bearbeitungswerkzeug und dessen Träger abgebremst werden.The device according to the invention allows a particularly fast braking of the machining tool when the freewheel between the machining tool or a support for the machining tool and the drive shaft is arranged. In this case, only the machining tool and its carrier must be braked in the disengaged state.

Alternativ kann es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass der Freilauf zwischen der Antriebswelle und dem Antrieb angeordnet ist. Bei dieser Variante ist im ausgekuppelten Zustand lediglich das Bearbeitungswerkzeug, gegebenenfalls dessen Träger, und die Antriebswelle oder ein Teil der Antriebswelle abzubremsen.Alternatively, it may be provided in the device according to the invention that the freewheel between the drive shaft and the drive is arranged. In this variant, in the disengaged state, only the machining tool, if necessary its carrier, and the drive shaft or a part of the drive shaft are braked.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Freilauf beziehungsweise die Kupplung separat von einer oder der Bremse ausgebildet ist. Daher weist die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise eine oder eine zusätzliche Bremse zum Abbremsen des Bearbeitungswerkzeugs auf. Vorzugsweise ist die Bremse als mechanische Bremse ausgebildet, beispielsweise kann die Bremse Bremsbacken aufweisen, die gegen das Bearbeitungswerkzeug, einen Träger des Bearbeitungswerkzeugs oder die Antriebswelle gedrückt werden, um durch die auf diese Weise entstehende Reibung das Bearbeitungswerkzeug bis zum Stillstand abzubremsen. Allerdings sind auch andere Arten von Bremsen möglich, beispielsweise eine Scheibenbremse oder eine Keilbremse. The device according to the invention is characterized in that the freewheel or the clutch is formed separately from one or the brake. Therefore, the device according to the invention preferably has one or an additional brake for braking the machining tool. Preferably, the brake is designed as a mechanical brake, for example, the brake may have brake shoes which are pressed against the machining tool, a support of the machining tool or the drive shaft to decelerate the machining tool to a standstill by the resulting friction in this way. However, other types of brakes are possible, such as a disc brake or a wedge brake.

Daneben betrifft die Erfindung eine Bearbeitungsmaschine mit einer Vorrichtung der beschriebenen Art. Die erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine umfasst einen Sensor, der dazu ausgebildet ist, bei einem drohenden oder stattfindenden Kontakt eines Körperteils eines Benutzers mit dem Bearbeitungswerkzeug das Bremssignal auszulösen. Die Bearbeitungsmaschine kann beispielsweise als Kreissäge, Bearbeitungszentrum oder Fräsmaschine ausgebildet sein. Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine ein Bearbeitungswerkzeug aus der vorliegenden Gruppe: Sägeblatt, Fräser, Frässpindel, Bohrer und Hobelwelle. In addition, the invention relates to a processing machine with a device of the type described. The processing machine according to the invention comprises a sensor which is designed to trigger the braking signal in the event of an imminent or ongoing contact of a body part of a user with the processing tool. The processing machine may be formed, for example, as a circular saw, machining center or milling machine. The processing machine according to the invention preferably comprises a processing tool from the following group: saw blade, milling cutter, milling spindle, drill and planer shaft.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is illustrated in the drawings and will be described in more detail below. Show it:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 1 a first embodiment of a device according to the invention;

2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 2 a second embodiment of a device according to the invention;

3 eine Detailansicht eines eine Schiebehülse aufweisenden Freilaufs einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und 3 a detailed view of a sliding sleeve having freewheel of a device according to the invention; and

4 ein Detail des in 3 gezeigten Freilaufs. 4 a detail of in 3 shown freewheel.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Die in 1 gezeigte Vorrichtung 1 zum Abbremsen eines drehbaren Bearbeitungswerkzeugs 2 ist Bestandteil einer Bearbeitungsmaschine 3, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Kreissäge ausgebildet ist. Die lediglich teilweise dargestellte Bearbeitungsmaschine 3 umfasst einen als Elektromotor (nicht gezeigt) ausgebildeten Antrieb, der über eine Riemenscheibe 4 eine Antriebswelle 5 antreibt. Der Elektromotor ist über ein als Riemen ausgebildetes Umschlingungsmittel mit der Riemenscheibe 4 verbunden. In the 1 shown device 1 for braking a rotatable machining tool 2 is part of a processing machine 3 , which is formed in the illustrated embodiment as a circular saw. The only partially illustrated processing machine 3 comprises a designed as an electric motor (not shown) drive, via a pulley 4 a drive shaft 5 drives. The electric motor is connected to the pulley via a belt-shaped belt 4 connected.

Die Antriebswelle 5 der Bearbeitungsmaschine 3 ist mittels zwei Wälzlagern 6, 7, die an gegenüberliegenden Seiten der Riemenscheibe 4 angeordnet sind, gegenüber einem ortsfesten Bauteil 8, beispielsweise einem Gehäuse, drehbar gelagert. Mittels der Antriebswelle 5 wird das als Sägeblatt ausgebildete Bearbeitungswerkzeug 2 in Rotation versetzt. Das Sägeblatt ist mit einer Mutter 9 fest mit der Antriebswelle 5 verbunden. The drive shaft 5 the processing machine 3 is by means of two rolling bearings 6 . 7 on opposite sides of the pulley 4 are arranged, against a stationary component 8th , For example, a housing, rotatably mounted. By means of the drive shaft 5 is the machining tool designed as a saw blade 2 set in rotation. The saw blade is with a nut 9 fixed to the drive shaft 5 connected.

In 1 erkennt man, dass zwischen dem Bearbeitungswerkzeug 2 und der Antriebswelle 5 ein lediglich schematisch dargestellter Freilauf 10 angeordnet ist. Es handelt sich dabei um einen schaltbaren Freilauf, der einen Kraftfluss zwischen der Antriebswelle 5 und dem Bearbeitungswerkzeug 2 herstellt oder unterbricht. Der Freilauf 10 kann durch ein Schaltsignal aus einem eingekuppelten Zustand in einen ausgekuppelten Zustand gebracht werden. Im eingekuppelten Zustand ist das Bearbeitungswerkzeug fest mit der Antriebswelle 5 verbunden, so dass das Sägeblatt mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird. Wenn der Freilauf 10 betätigt wird, wird er in einen ausgekuppelten Zustand geschaltet, wodurch der Kraftfluss zwischen der Antriebswelle 5 und dem Sägeblatt 2 unterbrochen wird. In 1 you can see that between the editing tool 2 and the drive shaft 5 a purely schematically illustrated freewheel 10 is arranged. It is a switchable freewheel, the power flow between the drive shaft 5 and the editing tool 2 produces or interrupts. The freewheel 10 can be brought by a switching signal from an engaged state to a disengaged state. In the engaged state, the machining tool is fixed to the drive shaft 5 connected, so that the saw blade is rotated at high speed. When the freewheel 10 is actuated, it is switched to a disengaged state, whereby the power flow between the drive shaft 5 and the saw blade 2 is interrupted.

In 1 ist ein Sensor 11 schematisch dargestellt, der eine drohende oder gegenwärtig stattfindende Berührung eines Körperteils eines Benutzers mit dem Bearbeitungswerkzeug 2 erfasst. Der Sensor 11 kann als optischer Sensor, elektrischer oder elektronischer Sensor oder als Näherungssensor ausgebildet sein. Das von dem Sensor 11 gelieferte Signal wird, gegebenenfalls nach einer Signalverarbeitung, einer Steuerungseinrichtung 12 zugeführt, die im Falle einer gefährlichen Situation ein Bremssignal ausgibt, so dass der Freilauf 10 geschaltet und ausgekuppelt wird. Beim Vorhandensein eines Bremssignals tritt zusätzlich eine separate Bremse 13 in Aktion, die zwei Bremsbacken 14, 15 umfasst, die bei einer Betätigung gegen das Bearbeitungswerkzeug 2 gedrückt werden. Die Bremsbacken 14, 15 können durch einen Kraftspeicher, beispielsweise eine vorgespannte Feder, oder durch eine gezündete Explosivladung gegen das Bearbeitungswerkzeug 2 gedrückt werden, so dass dieses in kürzester Zeit, typischerweise nach einigen Millisekunden, bis zum Stillstand abgebremst wird. In 1 is a sensor 11 schematically illustrating an imminent or presently occurring contact of a body part of a user with the machining tool 2 detected. The sensor 11 can be designed as an optical sensor, electrical or electronic sensor or as a proximity sensor. That of the sensor 11 supplied signal is, optionally after a signal processing, a control device 12 fed in the event of a dangerous situation, a brake signal, so that the freewheel 10 switched and disengaged. In the presence of a brake signal occurs in addition to a separate brake 13 in action, the two brake shoes 14 . 15 includes, upon actuation against the machining tool 2 be pressed. The brake shoes 14 . 15 can by a power storage, such as a preloaded spring, or by an ignited explosive charge against the machining tool 2 be pressed so that it is braked in a very short time, typically after a few milliseconds, to a standstill.

Die Vorrichtung 1 weist den Vorteil auf, dass bei einem drohenden Unfall, der ein schnelles Abbremsen erforderlich macht, lediglich das Bearbeitungswerkzeug 2 abzubremsen ist, nicht jedoch die Antriebswelle 5, der Antriebsmotor und gegebenenfalls andere rotierende Komponenten. Das Massenträgheitsmoment der rotierenden, abzubremsenden Komponenten ist vergleichsweise klein, da der Kraftschluss zwischen Antriebswelle 5 und dem Bearbeitungswerkzeug 2 durch den Freilauf 10 unterbrochen worden ist. Der Antrieb kann jedoch selbstverständlich zusätzlich beziehungsweise separat gebremst oder ausgeschaltet werden, wenn ein Bremssignal gegeben worden ist. The device 1 has the advantage that in case of imminent accident, which requires a quick deceleration, only the machining tool 2 is braked, but not the drive shaft 5 , the drive motor and possibly other rotating components. The moment of inertia of the rotating, braked components is relatively small, since the adhesion between the drive shaft 5 and the editing tool 2 through the freewheel 10 has been interrupted. However, the drive can of course additionally or separately be braked or switched off when a brake signal has been given.

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 16, die zum Abbremsen des drehbaren Bearbeitungswerkzeugs 2 ausgebildet ist. Auf eine nochmalige Erläuterung derjenigen Komponenten, die mit denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels übereinstimmen, wird an dieser Stelle verzichtet. 2 shows a second embodiment of a device 16 for braking the rotatable machining tool 2 is trained. In a second explanation of those components that match those of the first embodiment, is omitted here.

Die Vorrichtung 16 umfasst eine Antriebswelle 17, die mittels der Wälzlager 6, 7, drehbar gelagert ist. Ein Elektromotor treibt die Antriebswelle 17 über eine Riemenscheibe 18 an. Anders als in dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Freilauf nicht am Ende der Antriebswelle, im Bereich eines Trägers des Bearbeitungswerkzeugs angeordnet, stattdessen ist der Freilauf 19 zwischen der Riemenscheibe 18 und der Antriebswelle 17 angeordnet. Der Freilauf 19 ist somit in der Lage, einen Kraftschluss zwischen der Riemenscheibe 18 und der Antriebswelle 17 auszuschalten und zu entkoppeln. Während des normalen Betriebs wird die Riemenscheibe 18 von dem Elektromotor über einen Antriebsriemen gedreht. Der Freilauf 19 ist dabei eingekuppelt, so dass die Riemenscheibe 18 kraft- und/oder formschlüssig mit der Antriebswelle 17 gekoppelt ist. Auf diese Weise dreht die Antriebswelle 17 das fest mit dieser verbundene Bearbeitungswerkzeug 2. The device 16 includes a drive shaft 17 that by means of rolling bearings 6 . 7 , is rotatably mounted. An electric motor drives the drive shaft 17 over a pulley 18 at. Unlike in the first embodiment, the freewheel is not located at the end of the drive shaft, in the region of a support of the machining tool, instead, the freewheel 19 between the pulley 18 and the drive shaft 17 arranged. The freewheel 19 is thus able to provide a traction between the pulley 18 and the drive shaft 17 switch off and decouple. During normal operation, the pulley becomes 18 rotated by the electric motor via a drive belt. The freewheel 19 is engaged, so that the pulley 18 positive and / or positive fit with the drive shaft 17 is coupled. In this way, the drive shaft rotates 17 the firmly attached to this editing tool 2 ,

Wenn der Sensor 11 ein Sensorsignal erzeugt, wird dieses nach einer Signalverarbeitung in der Steuerungseinrichtung 12 als Bremssignal an den Freilauf 19 weitergeleitet, der einen Schaltvorgang auslöst. Durch den Schaltvorgang wird der Freilauf 19 ausgekuppelt, das heißt der Kraftschluss zwischen dem Antrieb und der Antriebswelle 17 wird unterbrochen. In diesem Zustand dreht sich das Bearbeitungswerkzeug 2 antriebslos weiter, zusätzlich wird die separate Bremse 13 aktiviert, wodurch das Bearbeitungswerkzeug 2 schnell bis zum Stillstand abgebremst wird. Da lediglich das drehende Bearbeitungswerkzeug 2 sowie die fest mit diesem verbundene Antriebswelle 17, nicht jedoch die Riemenscheibe 18 und der mit dieser gekoppelte Elektromotor abzubremsen sind, ist das Trägheitsmoment der rotierenden Komponenten wesentlich geringer im Vergleich zu herkömmlichen Bearbeitungsmaschinen. If the sensor 11 generates a sensor signal, this is after a signal processing in the control device 12 as a brake signal to the freewheel 19 forwarded, which triggers a switching operation. Through the switching process, the freewheel 19 disengaged, that is the adhesion between the drive and the drive shaft 17 will be interrupted. In this state, the machining tool rotates 2 driveless continue, in addition, the separate brake 13 enabled, causing the editing tool 2 is slowed down to a standstill. Because only the rotating machining tool 2 as well as the fixed drive shaft 17 but not the pulley 18 and the coupled with this electric motor to be braked, the moment of inertia of the rotating components is much lower compared to conventional processing machines.

In den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 wurde der Aufbau der Freiläufe 10 beziehungsweise 19 nicht im Detail erläutert. Ein derartiger Freilauf kann unterschiedlich ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Freilauf eine Schiebehülse umfassen, die durch einen Hubmagneten linear verschiebbar ist, wodurch ein Kraftschluss unterbrochen werden kann.In the embodiments of the 1 and 2 was the construction of freewheels 10 respectively 19 not explained in detail. Such a freewheel can be designed differently. For example, the freewheel may comprise a sliding sleeve which is linearly displaceable by a solenoid, whereby a frictional connection can be interrupted.

Alternativ kann der Freilauf als Schlingfederfreilauf ausgebildet sein. Ebenso kann der Freilauf als Rutschkupplung ausgebildet sein, die beim Überschreiten eines festgelegten Bremsmoments ausgelöst wird. Alternatively, the freewheel can be designed as a wrap spring freewheel. Likewise, the freewheel can be designed as a slip clutch, which is triggered when a predetermined braking torque is exceeded.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 3 und 4 ein Ausführungsbeispiel eines Freilaufs beschrieben, der eine Schiebehülse umfasst.The following is with reference to the 3 and 4 an embodiment of a freewheel described which comprises a sliding sleeve.

3 ist eine perspektivische Ansicht eines Freilaufs 20, der bei den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 verwendet wird. 3 is a perspective view of a freewheel 20 , which in the embodiments of the 1 and 2 is used.

Der Freilauf 20 umfasst eine Schiebehülse 21, die ringförmig ausgebildet ist und auf einem Kugeln aufweisenden Linearkäfig 22 bewegbar ist. Der Linearkäfig 22 weist an seiner Außenseite Umlaufnuten für die Kugeln auf. In 3 erkennt man, dass ein ringförmiger Hubmagnet 23 die Schiebehülse 21 teilweise außenseitig umgibt. The freewheel 20 includes a sliding sleeve 21 , which is annular and formed on a balls linear cage 22 is movable. The linear cage 22 has on its outside on circulation grooves for the balls. In 3 one recognizes that an annular lifting magnet 23 the sliding sleeve 21 partially surrounded on the outside.

Die Funktion des Freilaufs 20 wird unter Bezugnahme auf 4 erläutert, die eine teilweise geschnittene vergrößerte Ansicht des Freilaufs 20 zeigt. Die Schiebehülse 21 weist einen Konus 24 auf, der Hubmagnet 23 weist an seiner Innenseite einen gegengleich geformten Konusabschnitt 25 auf. Durch Erzeugen eines elektromagnetischen Felds durch eine Spule (nicht gezeigt) wird der Hubmagnet 23 axial in Längsrichtung des Freilaufs 20 verschoben. Der Hubmagnet 23 ist somit zwischen zwei Stellungen bewegbar. In 4 erkennt man, dass die Schiebehülse 21 an ihrer Innenseite Umlaufnuten für die Kugeln aufweist. Ein senkrechter Strich 26 markiert die eingekuppelte Stellung des Freilaufs 20, in der die Antriebswelle 27 kraft- und formschlüssig über die Kugeln und die Schiebehülse 21 in nicht näher dargestellter Weise mit dem Antrieb verbunden ist. Durch einen Schaltvorgang des Hubmagneten 23 wird die Schiebehülse 21 in Richtung des Pfeils 28 verschoben, bis sie ihre durch einen Strich 29 markierte Endposition erreicht hat. In diesem Zustand ist der Formschluss aufgehoben, so dass Antriebswelle 27 und Schiebehülse 21 sich relativ zueinander drehen können. In diesem Zustand ist der Freilauf 20 ausgekuppelt, so dass das Bearbeitungswerkzeug 2 schneller abgebremst werden kann.The function of the freewheel 20 is referring to 4 which explains a partially sectioned enlarged view of the freewheel 20 shows. The sliding sleeve 21 has a cone 24 on, the solenoid 23 has on its inside a counter-shaped cone section 25 on. By generating an electromagnetic field through a coil (not shown), the solenoid becomes 23 axially in the longitudinal direction of the freewheel 20 postponed. The lifting magnet 23 is thus movable between two positions. In 4 you realize that the sliding sleeve 21 Has on its inside circulating grooves for the balls. A vertical line 26 marks the engaged position of the freewheel 20 in which the drive shaft 27 positive and positive fit over the balls and the sliding sleeve 21 is connected in a manner not shown with the drive. By a switching operation of the solenoid 23 becomes the sliding sleeve 21 in the direction of the arrow 28 until they are moved by a dash 29 has reached the marked end position. In this state, the form-fitting is canceled, so that drive shaft 27 and sliding sleeve 21 can rotate relative to each other. In this condition is the freewheel 20 disengaged, leaving the editing tool 2 can be slowed down faster.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vorrichtung contraption
22
Bearbeitungswerkzeug processing tool
33
Bearbeitungsmaschine processing machine
44
Riemenscheibe pulley
55
Antriebswelle drive shaft
66
Wälzlager roller bearing
77
Wälzlager roller bearing
88th
Bauteil component
99
Mutter mother
1010
Freilauf freewheel
1111
Sensor sensor
1212
Steuerungseinrichtung control device
1313
Bremse brake
1414
Bremsbacke brake shoe
1515
Bremsbacke brake shoe
1616
Vorrichtung contraption
1717
Antriebswelle drive shaft
1818
Riemenscheibe pulley
1919
Freilauf freewheel
2020
Freilauf freewheel
2121
Schiebehülse sliding sleeve
2222
Linearkäfig linear cage
2323
Hubmagnet solenoid
2424
Konus cone
2525
Konusabschnitt cone section
2626
Strich stroke
2727
Antriebswelle drive shaft
2828
Pfeil arrow
2929
Strich stroke

Claims (10)

Vorrichtung (1, 16) zum Abbremsen eines drehbaren Bearbeitungswerkzeugs (2), das über eine Antriebswelle (5, 17, 27) mit einem Antrieb verbunden und bei Gabe eines Bremssignals abbremsbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Bearbeitungswerkzeug (2) und dem Antrieb ein schaltbarer Freilauf (10, 19, 20) angeordnet ist, der durch das Bremssignal auskuppelbar ist.Contraption ( 1 . 16 ) for braking a rotatable machining tool ( 2 ), which via a drive shaft ( 5 . 17 . 27 ) is connected to a drive and can be braked on application of a brake signal, characterized in that between the processing tool ( 2 ) and the drive a switchable freewheel ( 10 . 19 . 20 ) is arranged, which can be disengaged by the brake signal. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (20) eine Schiebehülse (21) umfasst, die elektrisch oder elektromagnetisch, insbesondere durch einen Hubmagneten (23), betätigbar ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the freewheel ( 20 ) a sliding sleeve ( 21 ), which is electrically or electromagnetically, in particular by a lifting magnet ( 23 ), is operable. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebehülse (21) auf einem Umlaufnuten für Wälzkörper aufweisenden Linearkäfig (22) verschiebbar gelagert ist. Device according to claim 2, characterized in that the sliding sleeve ( 21 ) on a recirculating grooves for rolling elements having linear cage ( 22 ) is slidably mounted. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf als Schlingfederfreilauf ausgebildet ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the freewheel is designed as a wrap spring freewheel. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf als Rutschkupplung ausgebildet ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the freewheel is designed as a slip clutch. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rutschkupplung so ausgebildet ist, dass im ausgekuppelten Zustand ein selbstständiges Einkuppeln nicht möglich ist.Apparatus according to claim 5, characterized in that the slip clutch is designed so that in the disengaged state, an independent engagement is not possible. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (10) zwischen dem Bearbeitungswerkzeug (2) oder einem Träger für das Bearbeitungswerkzeug (2) und der Antriebswelle (5) angeordnet ist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the freewheel ( 10 ) between the editing tool ( 2 ) or a support for the machining tool ( 2 ) and the drive shaft ( 5 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (19) zwischen der Antriebswelle (17) und dem Antrieb angeordnet ist.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the freewheel ( 19 ) between the drive shaft ( 17 ) and the drive is arranged. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine oder eine zusätzliche vorzugsweise mechanische Bremse (13) zum Abbremsen des Bearbeitungswerkzeugs (2) aufweist oder damit verbunden ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises one or an additional preferably mechanical brake ( 13 ) for braking the machining tool ( 2 ) or is connected thereto. Bearbeitungsmaschine (3) mit einer Vorrichtung (1, 16) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einem Sensor (11), der dazu ausgebildet ist, bei einem drohenden oder stattfindenden Kontakt eines Körperteils eines Benutzers mit dem Bearbeitungswerkzeug (2) das Bremssignal auszulösen und eine Bremse (13) zu betätigen.Processing machine ( 3 ) with a device ( 1 . 16 ) according to one of claims 1 to 9, with a sensor ( 11 ), which is adapted, in the case of an imminent or ongoing contact of a body part of a user with the processing tool ( 2 ) to trigger the brake signal and a brake ( 13 ).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102019216276A1 (en) * 2019-10-23 2021-04-29 Robert Bosch Gmbh Hand machine tool with at least one safety clutch
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