DE2613092C3 - Motorsäge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Motorsäge der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung. Eine solche Motorsäge ist bereits aus der US-PS 34 61 732 bekannt. Diese bekannte Motorsäge besitzt eine Sägeblattführung, die um eine Schwenkachse verschwenkt werden kann. Der Antrieb, der das Verschwenken der Sägeblattführung hervorruft, kann unwirksam gemacht werden, so daß dann die Sägeblattführung blockiert ist und das Sägeblatt lediglich eine reine Hin- und Herbewegung auszuführen vermag. Die Sägeblattführung der bekannten Motorsäge ist somit nicht in axialer Richtung bewegbar.

Diese bekannte Motorsäge gestattet als Folge der mangelnden Bewegbarkeit der Sägeblattführung in axialer Richtung keine Bewegung der Halterführung bzw. der Sägeblattführung auf elliptischen Bahnen. Derartige elliptische Bewegungsbahnen für die Sägeblattführung oder das Sägeblatt sind jedoch von unschätzbarem Vorteil, um unterschiedliche Materialien, wie Holz und Metall, gleich gut bearbeiten zu können.

Aus der DE-PS 8 86 241 ist eine Motorsäge bekannt, bei der einander gegenüberliegend zwei gleich große Zahnräder vorgesehen sind, die vom Antriebsritzel gleichzeitig angetrieben werden. Das eine Zahnrad dient zum Antrieb des Werkzeuges und das andere Zahnrad zum Antrieb einer Ausgleichsmasse. Werkzeug und Ausgleichsmasse führen bei der bekannten Motorsäge einander entgegengesetzt gerichtete synchrone Hubbewegungen aus, um die durch die Hubbewegungen des Werkzeuges hervorgerufenen Massenkräfte auszugleichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Motorsäge der aus der US-PS 34 61732 bekannten Gattung so auszubilden, daß die Halterführung sowohl 5n axialer als auch in radialer Richtung antreibbar ist, damit sich der Schwerpunkt der Halterführung auf elliptischen Bahnen bewegen läßt

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare Fortschritt ist in erster Linie darin zu sehen, daß die Halterführung als Folge der Exzentereinrichtung imstande ist, sowohl eine Horizontalbewegung als auch gleichzeitig eine Vertikalbewegung durchzuführen, so daß der Schwerpunkt der Halterführung auf elliptischen Bahnen umzulaufen vermag.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Halterführung als Gegengewicht verwendet, um die Vibrationen zu dämpfen, die durch die Hin- und Herbewegung des Sägeblatthalters hervorgerufen werden. Weil dieser Sägeblatthalter relativ leicht ist, hat die Halterführung vorzugsweise ein um das achtfache höheres Gewicht. Außerdem kann zweckmäßigerweise die Anordnung so getroffen sein, daß die Bewegungsbahn des Sägeblatthalters achtmal so lang ist wie die Bewegungsbahn der Halterführung.

Weil nach der bevorzugten Ausführungsform die Masse der Halterführung achtmal so groß ist wie die Masse des Sägeblatthalters, ist eine hinreichende Masse vorhanden, um die nicht unbeträchtliche Wärme abzuführen, die durch die Bewegungen des Sägeblatthalters und der Halterführung erzeugt wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles und unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Handstichsäge mit Elektromotorantrieb, wobei sich das Sägeblatt in seiner äußeren Endstellung befindet, die exzentrische Welle ungefähr eine Mittelstellung in senkrechter Richtung einnimmt und die Halterführung zurückgezogen ist;

Fig. 2 einen Schnitt gemäß 2-2 in Fig. 1, wobei die exzentrische Welle aus ihrer in F i g. 1 dargestellten Mittelstellung in ihre oberste Stellung gedreht ist und die Halterführung ungefähr die halbe Strecke ihrer Verschiebung nach innen zurückgelegt hat; und

F i g. 3 eine schematische Darstellung einiger Bewegungsbahnen des Sägeblattes, die von diesem beschrieben werden, wenn es sich entweder entlang einer geschlossenen Bahn mit unterschiedlichem Sägeabschnitt und Rücklaufabschnitt oder entlang einer praktisch geradlinigen Bahn vor- und zurückbewegt, wobei die mit »Nachlaufwinkel 30°« bezeichnete Bewegungsbahn beim Sägen von Holz besonders günstig ist und die mit »Nachlaufwinkel 105°« bezeichnete Bewegungsbahn beim Sägen von Metall besonders geeignet ist; die Längsachsen der dargestellten Bewegungsbahnen schließen einen einstellbaren Winkel mit der Waagerechten ein, der als Neigungswinkel bezeichnet wird.

Die dargestellte Säge umfaßt ein mehrteiliges, zusammengesetztes Gehäuse 10, das einen umsteuerbaren Elektromotor 12 umgibt und als Halterung für diesen dient. Zum Gehäuse 10 gehört ein üblicher Griff 14, in dem eine Schaltertaste 16 und eine Umschalttaste 18 montiert sind. Am einen Ende einer Motorwelle 20 befindet sich ein schrägverzahntes Zahnrad, das mit einem angetriebenen schrägverzahnten Zahnrad 22 kämmt, das mit einer Taumelscheibenwelle 24 verkeilt ist, die in Lagern im Getriabeabschnitt des Gehäuses 10

gelagert ist. In bekannter Weise sitzt am äußeren Ende der Taumelscheibenwelle 24 eine Taumelscheibe 26, die mit einer Muffe 28 in Eingriff steht, die von einem Sägeblatthalter 30 radial vorsteht Der Sägeblatthalter 30 ist hohl und hat eine Schwerpunktmasse von ungefähr 85 g. Er sitzt gleitend verschiebbar in einer Bohrung in der Mitte einer Halterführung 32. Die maximale Verschiebung bzw. der Hub des Sägeblatthalters beträgt ungefähr25,4 mm. Die Halterführung32 hat eine Schwerpunktmasse von ungefähr 680 g und einen Hub bzw. eine maximale Verschiebung von ungefähr 3,175 mm. Vvenn der Nachlaufwinkel 0° beträgt (siehe F i g. 3), ergibt sich in Axialrichtung eine vollständige Schwingungsdämpfung. Wenn der Nachlaufwinkel 30° beträgt, was zum Sägen von Holz am günstigsten ist, wird ein annähernd vollständiger Ausgleich der Schwingungen in Axialrichtung erreicht Die Halterführung 32 ist in einer selbstausrichtenden Kugelbuchse oder einer anderen Halterung gelagert, die ermöglicht, daß die Halterführung sowohl eine begrenzte Axialbewegung als auch eine begrenzte radiale Schwenkbewegung ausführt. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt darin, daß diese beiden Bewegungen und ihre relativen Geschwindigkeiten von der Taumelscheibenwelle 24 und einer exzentrischen Welle 34 gesteuert werden, die von der Taumelscheibenwelle angetrieben wird. Die exzentrische Welle 34 ist drehbar im Getriebeteil des Gehäuses 10 gelagert. Sie weist ein angetriebenes schrägverzahntes Zahnrad 36 auf, das mit einem treibenden schrägverzahnten Zahnrad 38 kämmt, wobei sich die Achsen dieser Zahnräder schneiden. Das Zahnrad 38 ist auf der Taumelscheibenwelle 24 x> angebracht, daß es relativ zu dieser eine begrenzte Drehung in Umfangsrichtung um ungefähr 285° ausführen kann. Diese begrenzte Drehbewegung wird mittels eines Stiftes 40 erreicht, der von der Taumelscheibenwelle 24 ausgeht und in einem in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz 42 sitzt, der in der Nabe des Zahnrades 38 ausgebildet ist. Wenn die Taumelscheibenwelle 24 (bei Betrachtung von links in Fig. 1) im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, wird der Stift 40 zum in Gegenuhrzeigerrichtung liegenden Ende des Schlitzes 42 bewegt, wie das in F i g. 1 dargestellt ist. In diesem Zustand besteht ein Nachlaufwinkel von 30°. Bei dieser Betriebsstellung bewirkt der Taumelscheibenmechanismus, daß mit dem Einziehen eines vom Sägeblatthalter 30 gehaltenen Sägeblattes 44 aus der in F i g. 1 dargestellten, ausgefahrenen Stellung begonnen wird, so daß das Sägeblatt seinen Sägehub beginnt. Die exzentrische Welle 34 wird dabei im Gegenuhrzeigersinn (in Fig. 1) gedreht. Während der ersten 30° der Drehung der exzentrischen Welle schwenkt diese das innere Ende der Halterführung 32 radial nach oben, während sie gleichzeitig die Halterführung in Axialrichtung nach innen zieht. Am Ende dieses Intervalls beginnt die exzentrische Welle, die Halterführung axial nach außen zu verschieben. Durch diese Bewegungen wird das Sägeblatt 44 entlang dem unteren Abschnitt der für den Nachlaufwinkel 30° in Fig. 3 dargestellten Bewegungsbahn nach unten und nach innen bewegt. Auf diesem Abschnitt der Bewegungsbahn schneidet das Sägeblatt. Wenn dann die Taumelscheibe 26 beginnt, das Sägeblatt 44 nach außen zurück in die in Fig. 1 dargestellte Stellung zu bewegen, schwenkt die exzentrische Welle 34 zwangläufig das innere Ende der Halterführung 32 radial nach unten, wobei während der ersten 30° der Drehung der exzentrischen Welle die Halterführung axial nach außen verschoben wird, wonach dann die exzentrische Welle beginnt, die Halterführung in Axialrichtung nach innen zu ziehen. Diese Bewegungen bewirken, daß sich das Sägeblatt entlang dem oberen Abschnitt der für den Nachlaufwinkel 30° in Fig.3 dargestellten Bewegungsbahn nach oben und nach außen bewegt Auf diese Weise kommt das Sägeblatt während seines Rücklaufs vom Werkstück frei.

Die entgegengesetzten Bewegungen der Halterfuhrung 32 und des Sägeblatthalters 30 in Axialrichtung führen bei den obengenannten Gewichtsverhältnissen und Verhältnissen der Hübe bzw. Verschiebungen dazu, daß die Halterführung 32 die Bewegung des Sägeblatthalters 30 und des Sägeblattes 44 kompensiert und für eine Schwingungsdämpfung sorgt Die Halterführung erfüllt daher zwei Funktionen; einerseits führt sie das Sägeblatt auf einer geschlossenen Bewegungsbahn mit unterschiedlichem Sägeabschnitt und Rücklaufabschnitt und andererseits dämpft sie die Schwingungen.

Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, treibt die Taumelscheibe lediglich den Sägeblatthalter und das Sägeblatt an. Weil der Sägeblatthalter verschiebiich in der Halterführung 32 gelagert ist, vermag die Taumelscheibe der Halterführung keinen Antrieb in Axialrichtung zu erteilen. Für den Antrieb der Halterführung 32 sorgt allein die exzentrische Einrichtung 34 bis 38, und zwar auf folgende Weise: Wegen der exzentrischen Lagerung des Zahnrades 36 in bezug auf die Exzenterwelle 34 führt die Halterungsführung 32 notwendigerweise eine Rotationsbewegung rings um den Rotationsmittelpunkt der Welle 34 aus. Es versteht sich indes, daß die Rotationsbewegung sowohl vertikale als auch axiale Bewegungskomponenten aufweist, so daß als Folge der exzentrischen Drehbewegung der Halterführung 32 eine Bewegung sowohl in Radialrichtung als auch in Axialrichtung erteilt wird.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist der »Phasenwechsel« zwischen der Taumelscheibenwelle 24 mit ihrer Taumelscheibe 26 und der exzentrischen Welle 34, durch den von der geschlossenen Bewegungsbahn mit unterschiedlichem Sägeabschnitt und Rücklaufabschnitt des Sägeblattes 34 (siehe Nachlaufwinkel 30°) zu den praktisch geradlinigen Bewegungsbahnen bei einem Nachlaufwinkel von 105° umgeschaltet wird. Dies erfolgt, indem der Elektromotor 12 angehalten wird und dessen Drehrichtung umgesteuert wird, oder mittels einer anderen Übertragungseinrichtung, die jedenfalls dazu führt, daß die Drehrichtung der Taumelscheibenwelle 24 30 geändert wird, daß sie sich bei Betrachtung von links in F i g. 1 im Uhrzeigersinn dreht. Dies führt dazu, daß sich der Stift 40 zum anderen Ende des Schlitzes 42 bewegt, wodurch eine wesentliche Änderung des Nachlaufwinkels hervorgerufen wird. Nach der Phasenverschiebung durch Umkehr der Drehrichtung der Taumelscheibenwelle 24 folgt das Sägeblatt der mit »Nachlaufwinkel 105°« in Fig. 3 bezeichneten Bahn. Die Betrachtung des Funktionsablaufes wird zu dem Zeitpunkt begonnen, zu dem sich die Taumelscheibe in der in F i g. 1 dargestellten Stellung befindet und das Sägeblatt ausgefahren ist. Die exzentrische Welle 34 bleibt annähernd in ihrer Mittellage und dreht sich nicht, bis der Stift 40 einen Weg von ungefähr 285° zurückgelegt hat. Zu diesem Zeitpunkt hat die Taumelscheibe 26 das Sägeblatt vollständig eingezogen (Sägehub) und etwas mehr als um die Hälfte herausgestoßen (Rücklauf), wobei sich das Sägeblatt auf einer praktisch geraden Bahn bewegt hat (reine Hin- und Herbewegung). Wenn

dann dieser Zustand erreicht ist, beginnt die exzentrische Welle mit ihrer Drehung, wobei sie das innere Ende der Halterführung 32 radial nach unten bewegt. Danach folgt dann das Sägeblatt der im wesentlichen geradlinigen, geneigten Bahn, die in F i g. 3 mit »Nachlaufwinkel 105°« bezeichnet ist. Diese Bahn wird dadurch erzeugt, daß die exzentrische Welle 34 während der gesamten von der Taumelscheibe 26 hervorgerufenen Ausstoßbewegung das innere Ende der Halterführung 32 radial nach unten bewegt und daß die exzentrische Welle 34 während der gesamten von der Taumelscheibe 26 hervorgerufenen Einziehbewegung das innere Ende der Halterführung 32 radial nach oben bewegt. Diese kombinierte Bewegung der exzentrischen Welle 34 und der Taumelscheibe 26 erzeugt die praktisch geradlinige, geneigte Bahn, die in Fi g. 3 mit »Nach'aufwinke! 105"« bezeichnet ist. Bei großen Nachlaufwinkeln, wie einem Nachlaufwinkel von 105°, ist die Ausgleichs- bzw. Auswuchtwirkung der Halterführung 32 in Axialrichtung stark vermindert.

Wenn dann das Sägeblatt wieder einer geschlossenen Bewegungsbahn mit unterschiedlichem Sägeabschnitt und Rücklaufabschnitt folgen soll, wird der Motor angehalten und mit normaler Drehrichtung wieder in Betrieb gesetzt oder wird die Übertragungseinrichtung umgeschaltet, so daß sich die Taumelscheibenwelle 24 im Gegenuhrzeigersinn dreht, wie dies zuvor beschrieben wurde. Während der ersten 285° dieser Drehung führt das Sägeblatt eine praktisch geradlinige, reine Hin- und Herbewegung aus.

Danach folgt das Sägeblatt der geschlossenen Bewegungsbahn mit unterschiedlichem Sägeabschnitt und Rücklaufabschnitt, wie sie für den Nachlaufwinkel 30° in F i g. 3 dargestellt ist.

Vorstehend wurden lediglich zwei extreme Nachlaufwinkel erläutert; es können jedoch zahlreiche andere Nachlaufwinkel zwischen diesen Extremen erreicht werden. Dazu werden dann speziell konstruierte Kupplungseinrichtungen benutzt, mittels derer eine

ίο Vielzahl verschiedener Bewegungsbahnen bzw. Schneidbahnen einfach erreicht werden können. Beispielsweise kann dafür gesorgt werden, daß das Sägeblatt beim Sägehub einem oberen Abschnitt und einem unteren Abschnitt entweder einer weiten oder einer schmalen geschlossenen Bewegungsbahn folgt. Der Winke! der Längsachse, d. h. der Neigungswinkel, kann geändert und verschieden gewählt werden, wie dies beispielsweise die Bahnen in F i g. 3 zeigen.

Der Vorteil der Steuerung des Neigungswinkels liegt darin, daß die Anpreßdrücke des Sägeblattes vom Gewicht der Säge erzeugt werden, ohne daß der Benutzer unterschiedliche Drücke zu erzeugen braucht.

Die Schwenkbewegung der Halterführung 32 nach

oben und nach unten führt dazu, daß die vom Benutzer auf das Sägeblatt aufgebrachte Kraft zunimmt und abnimmt, so daß bei jedem Nachlaufwinkel eine gewisse Unwucht in radialer Richtung besteht. Diese Unwucht führt jedoch nicht zu übermäßiger Übertragung von Schwingungen auf den Benutzer.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Motorsäge mit einem axial verschieblich in einer Halterführung gelagerten Sägeblatthalter und einer mittels einer Taumelscheibenwelle angetriebenen Taumelscheibe, die den Sägeblatthalter antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Taumelscheibenwelle (24) ein Zahnrad (38) mit begrenztem Rotationsverir.ögen relativ zu dieser Taumelscheibenwelle gelagert ist und daß durch dieses Zahnrad eine Exzenterwelle (34) antreibbar ist, durch deren Bewegung der auf der Exzenterwelle gelagerten Halterführung (32) sowohl eine Vertikalbewegung als auch eine Axialbewegung erteilbar ist

2. Motorsäge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse der Halterführung (32) und deren Verschiebung relativ zum Sägeblatthalter (30) sowie die Masse des Sägeblatthalters ein praktisch ausgewuchtetes System ergeben.

3. Motorsäge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Masse der Halterführung (32) und der Masse des Sägeblatthalters (30) ungefähr acht zu eins beträgt.

4. Motorsäge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Verschiebung des Sägeblatthalters (30) und der Verschiebung der Halterführung (32) ungefähr acht zu eins beträgt.

5. Motorsäge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse und der Ort der Halterführung (32) bewirken, daß diese sowohl als Gegengewicht als auch als Wärmeableiter wirkt