DE102019208438A1

DE102019208438A1 - Werkzeugvorrichtung und Verfahren

Info

Publication number: DE102019208438A1
Application number: DE102019208438.9A
Authority: DE
Inventors: Julian Schneck; Christian Schock; Markus Schmid
Original assignee: Festool GmbH
Current assignee: Festool GmbH
Priority date: 2019-06-11
Filing date: 2019-06-11
Publication date: 2020-12-17
Also published as: JP7492539B2; US20220234240A1; WO2020249297A1; EP3983185A1; CN114206533A; JP2022535608A; CN114206533B

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

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 B1 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 B1 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

1 eine schematische Darstellung einer Werkzeugvorrichtung,
2 eine Bremseinrichtung in einem Freigabezustand,
3 eine Schnittdarstellung der Bremseinrichtung,
4 die Bremseinrichtung in einem Zuführzustand,
5 die Bremseinrichtung in einem Bremszustand,
6 einen Rücksetzmechanismus in einer inaktiven Stellung, und
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 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 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 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 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 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 B1 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 A1 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 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 2 und 3) sind die Welle 2, die Kopplungsabschnitte 15 und die Bremskörper 3 miteinander drehfest 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 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 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 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 6 befindet sich der Rücksetzmechanismus 40 in einem inaktiven Zustand, in dem der Rücksetz-Kontaktabschnitt 42 den Bremskörper-Kontaktabschnitt nicht kontaktiert. In der 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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1234285 B1 [0002, 0006, 0041]
WO 2019/020307 A1 [0043]

Claims

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.
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.
Werkzeugvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Welle (2) bei der relativen Drehbewegung eine höhere Drehgeschwindigkeit aufweist als der Bremskörper (3).
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.
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.
Werkzeugvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Kopplungsmechanismus zur Bereitstellung der drehfesten Kopplung im Freigabemodus.
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.
Werkzeugvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Umsetzmechanismus zur Umsetzung der relativen Drehbewegung in die Axialbewegung.
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.
Werkzeugvorrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei das Gewinde (4) an der Welle (2) angeordnet ist.
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.
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.
Werkzeugvorrichtung (10) nach Anspruch 12, wobei sich das erste Gewinde (4A) in seinem Drehsinn von dem zweiten Gewinde (4B) unterscheidet.
Werkzeugvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Bremsabschnitt (14) über ein Drehlager (24) verfügt, das die Welle (2) lagert.
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.
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.
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.
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.
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) drehfest 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.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Verfahren mit einer Werkzeugvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 18 durchgeführt wird.