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Die
Erfindung betrifft ein Werkzeuggerät insbesondere motorisch betriebene
Hubsäge,
wie beispielsweise Stich- oder Säbelsäge mit einer
Hubstange, zur Hin- und Herbewegung eines daran gehaltenen Werkzeuges,
einer Bewegungsumwandlungseinrichtung, zur Umwandlung einer Drehbewegung
in die Hin- und Herbewegung der Hubstange, einem Motor zur Erzeugung
der Drehbewegung und einem Getriebe, das eine durch den Motor antreibbare
Antriebseinrichtung mit einem mit der Bewegungsumwandlungseinrichtung
gekoppelten Abtriebselement verbindet.
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Derartige
Werkzeuggeräte
wandeln die Drehbewegung des Antriebs in die für die Anwendung des Werkzeuges,
wie beispielsweise einem Sägeblatt,
erforderliche Linearbewegung um. Durch das Getriebe erfolgt dabei
in der Regel die Übersetzung von
einem relativ kleinen Antriebsritzel ins Schnelle, um eine relativ
hochfrequente Hin- und Herbewegung des Werkzeuges und damit einen
schnellen Vortrieb zu erzeugen.
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Aus
EP 1 279 454 A1 ist
eine Stichsäge
bekannt, bei der ein um eine Rotationsachse bewegbarer Mitnahmekörper über ein
Zahnradgetriebe durch einen Motor angetrieben wird. Der Mitnahmekörper greift
dabei in eine Hubkulisse der Hubspindel und erzeugt somit deren
Hin- und Herbewegung.
Zur Erzeugung einer höheren
Sägeleistung
weist die Hubkulisse eine gekrümmte
Führungsfläche auf,
die einen Leerhub gegenüber
einem Sägehub
verkürzt.
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Durch
diese bekannte Vorgehensweise kann der zeitliche Verlauf von Arbeitshub
und Leerhub für die
vorgesehene Anwendung optimiert werden.
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Nachteilig
an der bekannten Lösung
ist, dass durch die relativ kurze Längserstreckung der Hubkulisse
die Möglichkeiten
zur Einprägung
unterschiedlicher Geschwindigkeitsverläufe relativ eng begrenzt sind.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Werkzeuggerät mit einer
Hubstange die genannten Nachteile zu vermeiden und die Arbeitsleistung
zu erhöhen.
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Erfindungsgemäss wird
die Aufgabe dadurch gelöst,
dass das Getriebe innerhalb einer Umdrehung des Abtriebselementes
mindestens zwei unterschiedliche Übersetzungen aufweist.
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Auf
diese Weise erfolgt die Einprägung
des Geschwindigkeitsverlaufes der Hubbewegung an den Zahnrädern des
Getriebes. Dadurch kann der Geschwindigkeitsverlauf sehr genau und
relativ beliebig vorbestimmt werden. Die Änderung der Geschwindigkeit
der Hubbewegung erfolgt dabei relativ abrupt. Auf diese Weise kann
der Geschwindigkeitsverlauf der Hubbewegung weiter optimiert werden, was
eine Erhöhung
der Arbeitsleistung ermöglicht.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
weist das Getriebe in einer Leerhubposition eine grössere Übersetzung
auf als in einer Arbeitshubposition. Hierdurch wird der zeitliche
Anteil des Arbeitshubes gegenüber
dem Leerhub erhöht, woraus
eine höhere
Arbeitsleitung resultiert.
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Vorteilhafterweise
weist das Getriebe wenigstens zwei Zahnungspaare mit unterschiedlicher Übersetzung
auf. Diese kämmen
innerhalb einer einzigen Umdrehung des Abtriebselementes abwechselnd
miteinander. Hierzu weisen beide Zahnungspaare jeweils eine antriebsseitige
Zahnung und eine abtriebsseitige Zahnung auf, die jeweils über einen Teil
der Umdrehung des Abtriebselementes ineinander greifen. Hierdurch
wird in einfacher Weise ein sicherer Wechsel zwischen den Übersetzungen
gewährleistet.
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Bevorzugterweise
sind die antriebsseitigen Zahnungen oder die antriebsseitigen Zahnungen durch
Sektoren eines einzigen Zahnrades gebildet. Hierbei erstrecken sich
die mindestens zwei Sektoren von einer Rotationsachse des Zahnrades
in radialer Richtung unterschiedlich weit. Ferner können die Zahnungen
auch unterschiedliche Zahnabstände aufweisen.
Durch diese Ausbildung unterschiedlicher Segmente des Zahnrades
wird einerseits die Montage erleichtert und zudem Bauraum eingespart.
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Vorteilhafterweise
weist das Zahnrad zwei Sektoren auf die sich über jeweils 180° erstrecken. Hierdurch
ist es möglich
die Hubstange über
den Leerhub hinweg deutlich schneller als beim Arbeitshub zu bewegen,
um die Arbeitsleistung zu erhöhen.
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Bevorzugterweise
ist das Zahnrad mit wenigstens zwei koaxialen und axial zueinander
versetzten Gegenzahnrädern
abwechselnd in Eingriff bringbar. Durch die versetzte Anordnung der
Gegenzahnräder
ist eine sichere Trennung zwischen den unterschiedlichen Übersetzungen
gegeben.
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Vorteilhafterweise
sind die Gegenzahnräder durch
wenigstens zwei Antriebsritzel gebildet, von denen ein grosses Antriebsritzel
die doppelte Zähnezahl
wie das kleine Antriebsritzel aufweist. Hierdurch wird ein störungsfreier
Wechsel der Übersetzung
gewährleistet.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht der Antriebsanordnung eines erfindungsgemässen Werkzeuggerätes und
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2 die
Antriebsanordnung nach 1 mit einer geänderten Übersetzung.
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1 zeigt
ein Werkzeuggerät 2 in
Form einer Stichsäge.
Diese weist ein gestrichelt dargestelltes Gehäuse 4 auf. Eine Hubstange 6 des
Werkzeuggerätes 2 trägt ein Werkzeug 8 in
Form eines Sägeblattes.
Die Hubstange 6 wird über
ein insgesamt mit 10 bezeichnetes Getriebe durch einen
Motor 12 angetrieben. Hierzu ist zwischen dem Getriebe 10 und der
Hubstange 6 eine insgesamt mit 14 bezeichnete Bewegungsumwandlungseinrichtung
vorgesehen.
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Die
Bewegungsumwandlungsvorrichtung 14 besteht im Wesentlichen
aus einem Abtriebselement 18 des Getriebes 10 in
Form eines Excenterelementes, das in eine an der Hubstange 6 gehaltene
Hubkulisse 20 greift. Die Hubkulisse 20 weist
eine Kulissenführung 22 auf,
die im Wesentlichen senkrecht zu einer Hubachse H ausgerichtet ist.
Hierdurch wird der Hubstange 6 bei Rotation des Abtriebselementes 18 über die
Hubkulisse 20 eine lineare Hin- und Herbewegung entlang der Hubachse
H eingegeben.
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Das
Abtriebselement 18 ist auf einem Zahnrad 24 des
Getriebes 10 gehalten. Dieses Zahnrad 24 kämmt mit
eine Antriebseinrichtung 26, die ein grosses Antriebsritzel 28 und
ein kleines Antriebsritzel 30 aufweist. Beide Antriebsritzel 28, 30 sitzen
koaxial und hintereinander auf einer Antriebswelle 32 des
Motors 12 und fungieren als Gegenzahnräder für das Zahnrad 24.
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Das
grosse Antriebsritzel 28 formt eine erste antriebsseitige
Zahnung 36 aus, deren Anzahl an Zähnen doppelt so gross ist wie
eine zweite antriebsseitige Zahnung 38 des kleinen Antriebsritzels 30.
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Das
Zahnrad 24 weist einen ersten Sektor 40 und einen
zweiten Sektor 42 von jeweils 180° auf, die entlang der Rotationsachse
R zueinander axial versetzt angeordnet sind. Dabei erstreckt sich
der zweite Sektor 42 von der Rotationsachse weg in radialer Richtung
weiter als der erste Sektor 40, um mit dem kleinen Antriebsritzel 30 kämmen zu
können.
Dabei formt der erste Sektor 40 eine erste abtriebsseitige Zahnung 44 aus,
die ausschnittsweise dargestellt ist. Der zweite Sektor 42 formt
eine ebenfalls ausschnittsweise dargestellte zweite abtriebsseitige Zahnung 46 aus.
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Die
erste abtriebsseitige Zahnung 44 des Zahnrades 24 ist
auf die erste antriebsseitige Zahnung 36 des grossen Antriebsritzels 28 abgestimmt, so
dass sie mit diesem kämmen
kann, wie in 1 dargestellt. Hierzu ist das
grosse Antriebsritzel 28 bezogen auf die Rotationsachse
R auf gleicher Höhe angeordnet
wie der erste Sektor 40 des Zahnrades 24. Auf
diese Weise bilden die erste antriebsseitige Zahnung 36 und
die erste abtriebsseitige Zahnung 44 ein erstes Zahnungspaar 48.
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Die
zweite abtriebsseitige Zahnung 44 des Zahnrades 24 ist
auf die zweite antriebsseitige Zahnung 36 des kleinen Antriebsritzels 30 abgestimmt. Wegen
der zudem grösseren
radialen Erstreckung des zweiten Sektors 42 kann die zweite
abtriebsseitige Zahnung 44 somit mit dem kleinen Antriebsritzel 30 kämmen, wie
in 2 dargestellt. Hierzu ist das kleine Antriebsritzel 30 bezogen
auf die Rotationsachse R auf gleicher Höhe angeordnet wie der zweite Sektor 42 des
Zahnrades 24. Auf diese Weise bilden die zweite antriebsseitige
Zahnung 38 und die zweite abtriebsseitige Zahnung 46 ein
zweites Zahnungspaar 50.
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Im
Betrieb des Werkzeuggerätes 2 erzeugt der
Motor 12 über
die Antriebswelle 32 ein Drehmoment an der Antriebseinrichtung 26.
Dieses erzeugt eine Drehbewegung in Drehrichtung D des Zahnrades 24 und
eine Rotation des Abtriebselementes 18, das wie oben beschreiben
die Hin- und Herbewegung der Hubstange 6 erzeugt.
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Bei
der Drehbewegung des Zahnrades 24 kämmen das erste Zahnungspaar 48 und
das zweite Zahnungspaar 50 abwechselnd, wie aus den 1 und 2 zu
entnehmen ist. Dabei zeigt 1 das Getriebe 10 in
einer Arbeitshubposition, in der der eigentliche Vortrieb des Werkzeuges 8 beispielsweise durch
Einschneiden in einen nicht dargestellten Werkstoff erfolgt. Während dem
Arbeitshub kämmen dabei,
wie dargestellt, die Zahnungen 36, 44 des ersten
Zahnungspaares 48. Die Drehrichtung D des Zahnrades 24 und
eine momentane Bewegungsrichtung BA der
Hubstange im Arbeitshub sind durch Pfeile dargestellt.
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2 zeigt
das Getriebe 10 in einer Leerhubposition, in der das Werkzeug 8 lediglich
in eine Ausgangsposition für
den Arbeitshub zurückgeholt wird,
wobei zumindest kein wesentlicher Vortrieb stattfindet. Während diesem
Leerhub kämmen,
wie dargestellt, die Zahnungen 38, 46 des zweiten
Zahnungspaares 50. Auch hier sind die Drehrichtung D des
Zahnrades 24 und eine momentane Bewegungsrichtung BL im Leerhub der Hubstange 6 dargestellt.
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Das
grosse Antriebsritzel 28, das während dem Arbeitshub mit dem
ersten Sektor 40 des Zahnrades 24 kämmt, weist
genau die doppelte Anzahl von Zähnen
auf wie das kleine Antriebsritzel 30, das während dem
Leerhub mit dem zweiten Sektor 42 des Zahnrades 24 kämmt. Hierdurch
wird die Zeitdauer des Leerhubes gegenüber der Zeitdauer des Arbeitshubes
deutlich verkürzt.
Auf diese Weise erhöht
sich der Anteil des Arbeitshubes, während dem der Vortrieb erfolgt,
bezogen auf die Gesamtzeit eines Arbeitsvorganges. Somit kann mit
dem erfindungsgemässen
Werkzeuggerät 2 eine
deutlich grössere
Arbeitsleistung erzielt werden.