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Kreissäge, insbesondere mit manueller Zustellbewegung
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zwischen Werkzeug und Werkstück Die Erfindung geht aus von einer Kreissäge,
insbesondere mit manueller Zustellbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus der Praxis sind derartige Konstruktionen für Kreissägen wie Tischkreissägen,
Handkreissägen, Kappsägen oder Unterzugsägen u.dgl. bekannt. Bei allen diesen Kreissägen,
insbesondere für die Holzbearbeitung, ist ein nicht unerheblicher Kraftaufwand erforderlich,
um die notwendige Zustellbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück zu erreichen.
Besonders, wenn hohe Vorschubgeschwindigkeiten erreicht werden sollen, steigt die
von Hand aufzubringende Vorschubkraft enorm an. Zufolge dieses Umstands sind die
erreichten Vorschubgeschwindigkeiten auch durchaus gering.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs
genannte Kreissäge so weiterzubilden, daß bei gleicher von Hand aufgebrachter Vorschubkraft
höhere Schnittgeschwindigkeiten erzielt werden können bzw. bei gleicher Schnittgeschwindigkeit
wie beim Stand der Technik die von Hand aufzubringende Vorschubkraft kleiner ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Kreissäge durch
die Merkmale des Hauptanspruches gekennzeichnet.
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Die pendelnde Bewegung des Kreissägeblattes in Vorschubrichtung gestattet
es nämlich, die Massenträgheit der Kreissäge und/oder des Werkstücks auszunutzen,
um bei gleicher von Hand erzeugter Andruckkraft größere Vorschubkräfte zu erreichen.
Im Augenblick des Zurückweichens des Sägeblattes entgegen der Vorschubrichtung kann
mit geringem Kraftaufwand ein Zustellen zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück
erreicht werden, während bei der anschließenden Vorwärtsbewegung des Sägeblatts
in Zustellrichtung die Massenträgheit des Werkzeugs und/oder des Werkstücks ein
rückwärtiges Ausweichen einer der beiden Komponenten in Richtung entgegen der Zustellbewegung
weitgehend verhindert, so daß periodisch wiederkehrend sehr hohe Vorschubkräfte
erzeugt werden können, die deutlich über dem Wert liegen, der mit Kreissägen nach
dem Stand der Technik erreicht werden kann.
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Entsprechend der erhöhten Vorschubkraft ist folglich eine höhere Schnittgeschwindigkeit
möglich bzw. es läßt sich umgekehrt bei gegebener Schnittgeschwindigkeit mit einer
geringeren Vorschubkraft arbeiten, was einer vorzeitigen Ermüdung der Bedienperson
entgegenwirkt.
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Der Begriff Schnittrichtung soll nachfolgend in Anlehnung an die Begriffe
nach DIN 6581 verstanden sein. Hiernach ist die Schnittrichtung eines Kreissägeblattes
die Tangente an jedem mit dem Werkstück in Eingriff stehenden Zahn, die senkrecht
auf dem durch die entsprechende Zahnspitze hindurchlaufenden Radius steht.
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Die gewünschte periodische Bewegungskomponente läßt sich grundsätzlich
auf zweierlei Arten erreichen, nämlich entweder durch eine entsprechende Gestalt
des Kreissägeblattes oder durch eine bewegliche Lagerung des Kreissägeblattes. Im
ersteren Falle bleibt die Sägewelle
relativ zum Gehäuse ortsfest,
während sie im anderen Falle eine quer zu ihrer Drehachse verlaufende hin-und hergehende
Bewegung ausführt.
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Im einfachsten Fall läßt sich die Bewegungskomponente in Vorschubrichtung
dadurch erreichen, daß ein an sich bekanntes Kreissägeblatt mit Kreisform exzentrisch
auf der Sägewelle aufgenommen ist. Während eines Drehwinkelbereiches scheint hierbei
das Kreissägeblatt aus der Sicht des Werkstücks scheinbar zurückzuweichen, während
es sich im daran anschließenden Drehwinkelbereich in Richtung der Zustellbewegung
auf das Werkstück zu bewegt. Wenn dabei die Kreissäge und das Werkstück ortsfest
zueinander bleiben, entsteht eine entsprechend große Kraftkomponente in Vorschubrichtung,
die nicht von Hand, sondern von dem Antrieb aufgebracht werden muß.
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Hierbei ist es zweckmäßig, wenn auf der Sägewelle ein Ausgleichsgewicht
angebracht ist, durch das die Unwucht des exzentrisch eingespannten Kreissägeblattes
ausgeglichen wird.
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Falls zusätzliche Ausgleichsgewichte auf der Sägewelle unerwünscht
sind, jedoch eine bewegliche Lagerung der Sägewelle nicht in Frage kommt, ist es
auch möglich, ein Kreissägeblatt zu verwenden, das eine von der Kreisform abweichende,
beispielsweise elliptische, oder auch polygonale Gestalt aufweist. Polygonal ist
hierbei nur angenähert zu verstehen, insofern, als die Schneidkanten der Sägezähne
auf einer Kurve liegen, die im weitesten Sinne als reguläres Polygon mit abgerundeten
Ecken und konvex ausgebuchteten Seitenkanten aufzufassen ist. Ein solches Kreissägeblatt
kann unwuchtfrei auf der Sägewelle gehaltert werden, wenn die Drehachse der Sägewelle
durch den Schwerpuntk des
Sägeblattes hindurch verläuft. Gleichzeitig
erzeugen die aufgrund der Sägeblattgestalt bereichsweise auf unterschiedlichem Radius
sitzenden Schneidkanten der Sägezähne die gewünschte Bewegungskomponente in Vorschubrichtung,
während sie sich andererseits in Schneidrichtung durch das Werkstück hindurchbewegen.
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In den oben erläuterten Fällen tritt eine ungleichförmige Abnutzung
der Säezähne auf, insofern, als diejenigen Sägezähne, die, bezogen auf eine Richtung
entgegen der Drehrichtung des Sägeblattes, auf zunehmend größerem Radius von der
Drehachse der Sägewelle sitzen, einem wesentlich größeren Verschleiß ausgesetzt
sind, als die Sägezähne, die im Bereich zwischen dem größten und dem kleinsten Schnittkreisradius
liegen. Im ersten Falle läßt sich die ungleichförmige Abnutzung dadurch berücksichtigen,
daß von Zeit zu Zeit das Kreissägeblatt auf der Sägewelle um einen der Abnutzung
entsprechenden Winkel gedreht wird, so daß die abgenutzten Sägezähne gleichsam "in
den Schatten" der nunmehr hauptsächlich schneidenden Sägezähne treten.
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Im zweiten Falle kann der ungleichförmigen Abnutzung nur geringfügig
entgegengewirkt werden, indem die Differenz des größten und des kleinsten an dem
Sägeblatt auftretenden Schnittkreisradius nur wenige Prozent des größten Durchmessers
beträgt.
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Eine um den Umfang gleichmäßige Abnutzung des Kreissägeblattes läßt
sich erzielen, wenn die Sägewelle periodisch das Kreissägeblatt in Vorschubrichtung
vordrückt. Hierfür ist zwar ein größerer Lagerungsaufwand erforderlich, doch ist
andererseits die Abnutzung des Kreissägeblattes gleichmäßiger.
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Um die gewünschte translatorische Bewegung der Sägewelle zu erzielen,
kann diese entweder auf einem Exzenter sitzen oder in einem pendelnd in dem Gehäuse
gelagerten Lagerbock gelagert sein. Im Falle der Exzenteranbringung wird die Konstruktion
sehr einfach, wenn der Exzenter von einem Stirnzahnrad gebildet ist, das sich in
einem in dem Gehäuse ortsfesten Innenzahnrad abwälzt und das drehbar auf einem exzentrischen
Zapfen zu einer zu dem Innenzahnrad konzentrischen Ausgangswelle der Antriebseinrichtung
sitzt, wobei die Sägewelle zu dem Stirnzahnrad konzentrisch ist. Die Achse der Sägewelle
vollführt hierbei eine Zykloidenbewegung, wobei sich gleichzeitig die Sägewelle
entgegen der Umlaufrichtung des Außenstirnzahnrades in dem Innenzahnrad dreht.
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Die dabei auftretende Unwucht läßt sich ohne weiteres durch ein mit
dem Außenstirnzahnrad synchron umlaufendes Auswuchtgewicht kompensieren.
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Die Exzenterkonstruktion hat zwar gegenüber der Verwendung eines pendelnden
Lagerbocks den Vorteil der größeren Einfachheit, doch läßt sich mit dem Lagerbock
die Sägewelle unter Umständen dichter an die Führungsfläche für das Werkstück heranbringen,
so daß die Ausnutzung des Sägeblattes verbessert wird, d.h. bei gegebenem Durchmesser
des Kreissägeblattes größere Schnittiefen erzielt werden können.
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Die Kraft zum pendelnden Antrieb des Lagerbocks kann entweder der
Antriebsleistung der Sägewelle entnommen werden oder durch einen getrennten Schwingantrieb
für den Lagerbock zustandekommen. In beiden Fällen ist die Sägewelle in einem Lagerbock
drehbar gelagert, der in dem Gehäuse um eine zu der Sägewelle parallele
Pendelachse
pendelnd gelagert ist, wobei die die Pendelachse und die Achse der Sägewelle schneidende
Normale etwa rechtwinklig zu der Vorschubrichtung verläuft.
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Das Getriebe zum Antrieb der Sägewelle bzw. die Lagerung des Lagerbocks
vereinfacht sich, wenn die Pendelachse koaxial zu einer Ausgangswelle der Antriebseinrichtung
verläuft. In diesem Falle kann die Ausgangswelle gleichzeitig als einer der Lagerzapfen
zur Aufhängung des Lagerbocks herangezogen werden. Zweckmäßigerweise sitzt dabei
auf der Ausgangswelle drehfest ein Stirnzahnrad, das mit einem auf der Sägewelle
drehfesten Stirnzahnrad kämmt. Bei der Pendelbewegung des Lagerbocks um die Achse
der Ausgangswelle bleiben der Achsabstand und damit die Eingriffsverhältnisse konstant.
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Wenn die Antriebsenergie für die pendelnde Bewegung des Lagerbocks
der Hauptantriebseinrichtung für das Kreissägeblatt entnommen werden soll, genügt
es, auf der Sägewelle einen Nocken mit wenigstens einer Erhöhung vorzusehen, der
mit einer an dem Gehäuse ortsfesten Anlagefläche zusammenwirkt. Bei der Rotation
der Sägewelle stützt sich so die Sägewelle periodisch an der Anlagefläche ab, wodurch
das Sägeblatt in Richtung der Vorschubbewegung nach vorne bewegt wird. Die Rückführungskraft,
die den Nocken zurück gegen die Anlagefläche führt, kommt aus der von Hand aufgebrachten
Vorschubkraft. Es ist aber auch möglich, neben dem Lagerbock einen Elektromagneten
vorzusehen, der zusammen mit dem Lagerbock einen Schwingankermotor bildet, der die
Bewegungskomponente in Vorschubrichtung erzeugt.
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Je nachdem, ob bei dieser Lösung der Lagerbock als weichmagnetischer
oder permanent magnetischer Anker des Schwingankermotors ausgeführt wird, läßt sich
entweder eine Hubfrequenz erzeugen, die entweder gleich der doppelten oder gleich
der einfachen speisenden Netzfrequenz ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Tauchkreissäge gemäß der Erfindung in einer
Seitenansicht mit teilweise aufgebrochenem Gehäuse, Fig. 2 die Handkreissäge nach
Fig. 1 in einem axialen Schnitt entlang der Linie II-II nach Fig. 1, Fig. 3 eine
schematische Darstellung der Schnittkraftverhältnisse der Kreissäge nach Fig. 1,
Fig. 4 eine Handkreissäge gemäß der Erfindung mit pendelnd aufgehängter Sägewelle
und Schwingankerantrieb im Ausschnitt und geschnitten längs einer Linie IV-IV nach
Fig. 5, Fig. 5 die Handkreissäge nach Fig. 4, geschnitten entlang der Linie V-V,
Fig. 6 eine Handkreissäge gemäß der Erfindung mit pendelnd gelagerter Sägewelle
und Nockenantrieb im Ausschnitt, geschnitten entlang einer Linie VI-VI nach Fig.
7,
Fig. 7 die Handkreissäge nach Fig. 6, geschnitten entlang der
Linie VI-VI, Fig. 8 eine Handkreissäge gemäß der Erfindung mit exzentrisch aufgespanntem
Sägeblatt, in einem Längsschnitt, und Fig. 9 ein unrundes Sägeblatt für eine Kreissäge
gemäß der Erfindung, in einer Draufsicht.
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In den Fig. 1 und 2 ist als Beispiel für eine Kreissäge mit manueller
Vorschubbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück eine Handkreissäge 1,speziell eine
Tauchkreissäge für die Holzbearbeitung, veranschaulicht.
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Die Kreissäge 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das in bekannter Weise um
zwei Achsen beweglich an einer Fußplatte 3 angelenkt ist, so daß Gehrungs- und Tauchschnitte
möglich sind. In dem Gehäuse 2 befindet sich eine Antriebseinrichtung in Gestalt
eines beispielsweise mit Wechselspannung betriebenen Universalmotors 4, durch den
ein in dem Gehäuse 2 ebenfalls drehbar gelagertes Kreissägeblatt 6 in Umdrehungen
zu versetzen ist, das auf einer Sägewelle 7 aufgespannt ist und in einer in Richtung
auf die Fußplatte 3 offenen Schutzhaube 8 läuft.
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Der beispielsweise mit Wechselspannung gesPeiste Universalmotor 4
weist einen Anker 9 auf, der drehfest auf einer Ankerwelle 11 sitzt, die ihrerseits
mittels zweier Rillenkugellager 12 und 13 ortsfest in dem Gehäuse 2 drehbar gelagert
ist. Der Anker 9 kann sich so um seine freie Drehachse 13 drehen.
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Der in dem Rillenkugellager 12 sitzende Stummel der Ankerwelle 11
trägt an seiner freien Stirnseite 14 einen zylindrischen Zapfen 15, dessen Längsachse
parallel, jedoch seitlich versetzt, zu der Drehachse 14 der Ankerwelle 11 verläuft;
die Längsachse 16 des Exzenterzapfens 15 fällt mit der Längsachse 16 der Sägewelle
7 zusammen, auf der mittels Flanschen 17 und 18 sowie einer in das freie Ende der
Sägewelle 7 eingedrehten Befestigungsschraube 19 das Kreissägeblatt 6 aufgeflanscht
ist. Die Sägewelle 7 ist an einer dem Kreissägeblatt 6 benachbarten Stirnseite 21
eines Stirnzahnrades 22 angefosmtlund zwar koaxial zu diesem Zahnrad, das auf
seiner
anderen Stirnseite 23 einen zylindrischen Fortsatz 24 aufweist, in dem ein Sitz
für zwei Rillenkugellager 25 und 26 ebenfalls koaxial eingearbeitet ist. Die beiden
Rillenkugellager 25 und 26 sind in dem zylindrischen Fortsatz 24 in bekannter Weise
axial gesichert; die Sicherungselemente sind der Ubersichtlichkeit halber weggelassen.
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Mit ihren Innenlaufringen stecken die beiden Rillenkugellager spielfrei
und wiederum axial gesichert auf dem Exzenterzapfen 15, so daß insgesamt das Zahnrad
22 in Achsrichtung gesichert mit der Ankerwelle 11 drehbar gekuppelt ist.
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Mit seinen am Umfang angeordneten Zähnen kämmt das Stirnzahnrad 22
in einem in dem Gehäuse 2 ortsfesten und drehgesicherten Innenstirnzahnrad 27, dessen
Symmetrieachse in der Verlängerung der Drehachse 14 des Ankers 9 verläuft bzw. mit
dieser fluchtet.
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Wenn bei dieser Anordnung der Anker 9 durch Einschalten der Versorgungsspannung
in Umdrehungen versetzt wird, läuft der Exzenterzapfen 15 längs einer Kreisbahn
um die Rotationsachse 14, wobei der Radius dieser Kreisbahn dem radialen Versatz
zwischen der Rotationsachse 14 und der Drehachse 16 des Exzenterzapfens 15 entspricht.
Hierdurch wird das auf dem Exzenterzapfen 15 drehbar gelagerte. Stirnzahnrad 22
längs dem drehfesten Innenzahnrad 27 geführt, ohne daß dabei die Zähne der beiden
beteiligten Zahnräder 22, 27 außer Eingriff kommen. Es kommt deshalb eine Abwälzbewegung
des Stirnzahnrades 22 in dem Innenzahnrad 27 zustande und,während der Mittelpunkt
des Stirnzahnrades 22 längs der durch den Exzenterzapfen 15 vorgegebenen Kreisbahn
läuft, dreht sich das Stirnzahnrad 22 in der entgegengesetzten
Richtung
um seine eigene Achse, nämlich der Drehachse 16. Folglich vollführt auch die mit
dem Stirnzahnrad 22 einstückig koaxial verbundene Sägewelle 7 eine kombinierte Dreh-
und Orbitalbeweguna, insofern, als sie sich zusammen mit dem Exzenterzapfen 15 längs
der besagten Kreisbahn bewegt, während sie sich gleichzeitig um ihre eigene Achse
16 dreht.
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Um die hierdurch von dem Kreissägeblatt 6 erzeugte Unwucht auszugleichen,
ist ein Auswuchtgewicht 28 vorgesehen, das sich synchron mit dem Stirnzahnrad 22
bewegt, wozu das Auswuchtgewicht 28 beispielsweise auf dem zylindrischen Fortsatz
24 angebracht ist. Die effektive Masse des Auswuchtgewichtes 28 und der Abstand
von der Drehachse 14 richten sich in bekannter Weise nach der Masse des Kreissägeblattes
6 und dem Abstand von dessen Schwerpunkt von ebenfalls der Drehachse 14.
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Falls die Drehzahl des Kreissägeblattes 6 zu hoch ist, wenn die gezeigte
Anordnung verwendet wird, ist es auch ohne weiteres möglich, zwischen der Ankerwelle
11 und dem Exzenter 15 ein Untersetzungsgetriebe vorzusehen. In diesem Falle würde
die Ankerwelle 11 ein Eingangszahnrad antreiben, während der Exzenterzapfen 15,
ähnlich der gezeigten Form, an einer Ausgangswelle des Getriebes angebracht ist,
d.h. die Ankerwelle 11 entspräche dann der Ausgangswelle des von dem Motor 4 angetriebenen
Getriebes.
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Die oben erwähnte überlagerte Orbital- und Rotationsbewegung der Sägewelle
7 führt dazu, daß der Schnittbewegung von am Umfang des Sägeblattes 6 sitzenden
Sägezähnen 29 eine periodische Bewegung in Vorschubrichtung überlagert ist, wie
dies schematisch anhand
von Fig. 3 erläutert ist. Die auf das Werkzeug,
nämlich das Kreissägeblatt 6 bezogende Schnittrichtung ist entsprechend DIN 6581
eine Gerade 31, die in der Ebene des Sägeblattes 6 liegt und durch die Schneidspitze
des jeweils betrachteten Sägezahns 29 verläuft; die Gerade 31 schließt mit dem durch
die Schneidspitze eben dieses Zähnezahns 29 verlaufenden Radius einen Winkel von
900 ein. Der Radius geht dabei vom wahren Rotationsmittelpunkt des Sägeblattes 6
aus, in diesem Falle von der Achse 16. Folglich ändert sich die Winkellage der Schnittrichtung
31 im Raum, wenn mit dem Sägeblatt 6 ein in Fig. 3 gezeigtes Werkstück 33 durchtrennt
wird. An der Unterseite des brettförmigen Werkstücks 33 schließt die Schnittrichtung
31 mit einer Horizontalen einen kleineren Winkel ein als an der Oberseite, wo die
Schnittrichtung durch einen Pfeil 31' veranschaulicht ist.
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Die Vorschubrichtung hingegen veranschaulicht ein Pfeil 34, der in
einer Ebene liegt, die die Achse 16 der Sägewelle 7 rechtwinklig schneidet und der
bei der veranschaulichten Tauchkreissäge parallel zu der Oberseite des Werkstücks
33 verläuft.
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Da bei der erläuterten Kreissäge 1 das Sägeblatt 6 infolge der Befestigung
auf dem exzentrisch laufenden Stirnzahnrad 22 gleichzeitig eine Orbitalbewegung
mit einem Radius von wenigen Millimetern vollführt, weicht bei gleichmäßigem Vorschieben
der Kreissäge 1 von Hand das Sägeblatt 6 relativ zu der vor den Zähnen 29 liegenden
Schnittfläche in dem Werkstück 33 periodisch vor und zurück. Da während des Zurückweichens
des Sägeblattes 6 relativ zu der vor den Sägezähnen 29 liegenden Schnittfläche die
Kreissäge 1 von Hand leicht vorgeschoben werden kann, entsteht eine größere Vorschubkraft,
d.h.
Kraft in Richtung des Pfeils 34, sobald das Sägeblatt 6 auf dem Weg seiner Orbitalbewegung
wieder in Richtung auf die Schnittfläche in dem Werkstück 33 vorbewegt wird. Bei
diesem Vorbewegen hätte das Gehäuse 2 samt den mit ihm verbundenen Bauelementen
an sich die Tendenz, entgegen der Vorschubrichtung 34 auszuweichen, woran es jedoch
infolge der Massenkräfte gehindert wird. Eine erhöhte Kraft in Vorschubrichtung
34 ist die zwangsläufige Folge, ohne daß der Benutzer der Kreissäge 1 diese mit
größerer Kraft vorschieben muß.
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Bei entsprechender Wahl des Übersetzungsverhältnisses zwischen dem
Stirnzahnrad 22 und dem Innenzahnrad 27 wird außerdem sichergestellt, daß die Sägezähne
29 längs dem Umfang des Kreissägeblattes 6 gleichmäßig abgenutzt werden, da der
Ort der erhöhten Vorschubkraft längs dem Umfang des kreisförmigen Sägeblattes 6
allmählich wandert.
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In den Fig. 4 und 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kreissäge
1 veranschaulicht, bei der ebenfalls der Schnittbewegung 31 eine periodische Bewegung
in Vorschubrichtung 34 überlagert ist bzw. bei der die Kraft in Vorschubrichtung
34 pulsiert. Dieses Pulsieren, das bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel durch
eine Exzenterbewegung bzw. Zykloidenbewegung zustandegekommen ist, wird bei dem
nachfolgenden Ausführungsbeispiel mittels einer pendelnd gelagerten Sägewelle 7
erreicht. Im übrigen sind Bauelemente, die bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel
bereits beschrieben sind und in den Fig. 4 und 5 in entsprechender Weise wiederkehren,
mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In Fig. 4 steht die Ankerwelle 11 aus dem Rillenkugellager 12 in Richtung
auf das Sägeblatt 6 vor und dient gleichzeitig als einer der Lagerzapfen für einen
pendelnd gelagerten, im Querschnitt etwa U-förmigen Lagerbock 35. Dieser besteht
aus zwei zueinander parallelen und zu der Rotationsachse 14 der Ankerwelle 11 rechtwinkligen
Seitenwänden 36 und 37, die an ihrer Unterkante durch einen Steg 38 miteinander
verbunden sind. Die Seitenwand 36 enthält einen zu der Ankerwelle 14 konzentrischen
Lagersitz 39, in dem axial gesichert, ein Rillenkugellager 40 steckt, das auf einem
aus dem Rillenkugellager 12 herausragenden Wellenstummel 41 der Ankerwelle 11 sitzt.
Hiermit fluchtend steckt in einer entsprechenden Bohrung der anderen Wand 37 drehfest
ein Lagerzapfen 42, der von dem Lagerbock 35 wecweist und drehbar in einer Laaerbüchse
43 des ehäuses 2 gegenüber der Ankerwelle 11 aufgenommen ist. Der so gelagerte Lagerbock
35 kann eine Drehbewevunc um die Rotationsachse 14 ausführen.
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Unterhalb des Wellenstummels 41 befindet sich die Sägewelle 7, die
mittels zweier weiterer Rillenkugellager 44 und 45 in dem Lagerbock 35 drehbar aufgenommen
ist.
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Die Rillenkugellager 44 und 45 stecken in entsprechenden Lagerbohrungen
der Seitenwand 36 bzw. 37 des Lagerbocks 35. Die Drehachse der Sägewelle 16 verläuft
somit achsparallel zu der Ankerwelle 11 und wird von dieser über ein Stirnzahnradgetriebe
in Umdrehungen versetzt. Auf der Sägewelle 7 ist zu diesem Zweck drehfest ein Stirnzahnrad
46 axial gesichert befestigt, das mit einem Ritzel 47 auf der Ankerwelle 11 kämmt
und zwischen den Seitenwänden 36 und 37 angeordnet ist. Das Ritzel 47 kann ir bekannter
Weise einstückiaer Bestandteil der Ankerwelle 11 sein.
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Um dem Lagerbock 35 eine Pendelbewegung um die Rotationsachse 14 zu
erteilen, sitzt in dem Gehäuse 2 neben dem Steg 38 ein Elektromagnet 48 mit einer
Magnetwicklung 49, durch die ein Weicheisenkern 51 hindurchführt. Der Weicheisenkern
51 weist außerhalb der Magnetspule 49 zwei Polflächen auf, von denen, wegen der
geschnittenen Darstellung, lediglich die Polfläche 52 sichtbar ist.
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Die Polflächen 52 stehen gegenüber einer entsprechenden Gegenfläche
53 an dem Steg 38, der zumindest im Bereich der Polfläche 53 weichmagnetisch ausgeführt
ist. Der Elektromagnet 48 bildet so zusammen mit dem Lagerbock 35 einen Schwingankermotor,
dessen Schwinganker der Lagerbock 35 selbst darstellt.
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Um ein zu weites Ausweichen des Lagerbocks 35 infolge der Vorschubkräfte
zu unterbinden, weist das Gehäuse 2 im Inneren einen Anschlag 54 auf, an den sich
der Lagerbock 35 mit seinem Steg 38 anlegen kann. Der Lagerbock 35 kann also zwischen
den Polflächen 52 und dem Anschlag 54 begrenzt hin- und herpendeln und die Sägewelle
7 vollführt eine Pendelbewegung quer zu ihrer Rotationsachse 16 von wenigen Millimetern.
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Die insoweit beschriebene Handkreissäge 1 arbeitet folgendermaßen:
Nach dem Einschalten des Versorgungsstroms für den Antriebsmotor 4 beginnt sich
der Anker 9 zu drehen, der daraufhin über das Ritzel 47 das Stirnzahnrad 46 in Umdrehungen
versetzt. Zusammen mit dem Stirnzahnrad 46 rotiert das damit über die Sägewelle
7 drehfest gekuppelte kreisförmige Sägeblatt 6 um die Drehachse 16. Gleichzeitig
mit dem Einschalten des Stroms für den Antriebsmotor 4 wird auch der Elektromagnet
48 mit einem Wechselstrom beaufschlagt, der daraufhin mit periodisch schwankender
Kraft den Lagerbock 35 in Richtung auf seine Polflächen 52 anzieht,
die
bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, bezogen auf die Vorschubrichtung 34, vor
der Sägewelle 7 liegen. Dieser von dem Elektromagneten 48 ausgeübten pulsierenden
Kraft wirkt die Vorschubkraft entgegen, mit der der Benutzer der Kreissäge 1 diese
gegen das Werkstück vorschiebt. Diese Vorschubkraft ist bestrebt, den Lagerbock
35 in Richtung auf die Anlage an dem Anschlag 54 entgegen der Vorschubrichtung 34
zu verschwenken.
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Es wird so, wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel, bezogen auf
das Werkstück 33, eine hin- und hergehende Bewegung des Kreissägeblattes 6 in Vorschubrichtung
34 erreicht, die der Rotation des Sägeblattes 6 und damit der Schnittbewegung in
Richtung 31 bzw. 31' überlagert ist. Das Sägeblatt 6 wird, wie vorher, periodisch
in Vorschubrichtung bewegt, wobei die Massenträgheit der übrigen Teile der Kreissäge
eine entsprechende Erhöhung der Vorschubkraft bewirken.
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Bei einem weichmagnetischen Schwinganker, also einem weichmagnetisch
ausgebildeten Lagerbock 35, beträgt die Frequenz, mit der der Lagerbock 35 pendelnd
hin-und herbewegt wird, das Doppelte der Frequenz der Wechselspannung, die die Magnetspule
49 beaufschlagt.
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Falls diese Frequenz zu hoch ist, kann der Lagerbock 35 im Bereich
der Polflächen 53 permanentmagnetisch ausgebildet sein, und zwar so, daß der einen
Polfläche 52 des Elektromagneten 48 der eine magnetische Pol und der anderen Polfläche
der andere magnetische Pol geqenüberliegt. In diesem Falle ist die Schwingfrequenz
des pendelnd gelagerten Lagerbocks 35 gleich der Wechselspannungsfrequenz für den
Elektromagneten 48.
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Unter Umständen läßt sich eine Verbesserung des Wirkungsgrades des
Schwingankermotors, bestehend aus dem Elektromagneten 48 und dem Lagerbock 35 erreichen,
wenn der Lagerbock 35 durch eine nicht veranschaulichte Feder in Richtung auf den
Anschlag 54 vorgespannt ist. Durch geeignete Abstimmung der Federhärte auf die bewegten
Massen, die die Masse des Sägeblattes 6 mit einschließen, läßt sich eine Resonanzabstimmung
erreichen.
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Eine andere Art, die pendelnde Bewegung des Lagerbocks 35 zu erzielen,
ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt.
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Der Aufbau dieser Handkreissäge 1 entspricht weitgehend dem Ausführungsbeispiel
nach den Fig. 4 und 5, lediglich mit dem Unterschied, daß der Elektromagnet 48 entfällt
und statt dessen auf der Sägewelle 7 ein Nocken 55 drehfest zwischen dem Lagerbock
35 und dem Sägeblatt 6 befestigt ist. Mit dem Nocken 55 wirkt eine an dem Gehäuse
2 ortsfest angebrachte Anschlagfläche 56 zusammen, die sich, bezogen auf die Vorschubrichtung
34, hinter der Sägewelle 7 befindet. Bei rotierender Sägewelle 7, die wie vorher,
von dem Anker 9 über die Zahnräder 47 und 46 in Umdrehungen versetzt wird, stößt
der an dem Anschlag 56 anliegende Nocken 55 entsprechend seinen Erhöhungen die Sägewelle
7 in Vorschubrichtung 34 vor, wodurch wiederum die oben erwähnte zusätzliche Bewegungskomponente
in Vorschubrichtung entsteht, die zu einer periodischen Vorschubkrafterhöhung führt.
Dazu ist, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5, wiederum die Anordnung
so getroffen, daß eine Normale, die die Sägewelle 7 und die Pendelachse des Lagerbocks
35, d.h. die Rotationsachse 14 des Ankers 9 schneidet, etwa senkrecht auf der Vorschubrichtung
34 steht, wenn einmal von der Pendelbewegung, die nur wenige Grad beträgt, abgesehen
wird.
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Im Gegensatz zu beiden vorhergehenden Ausführungsbeispielen tritt
bei der Nockensteuerung eines ungleichförmige Abnutzung des Sägeblattes 6 auf, da
die maximale Vorschubkraft wegen der starren Kopplung zwischen dem Sägeblatt 6 und
dem Nocken 55 immer bei denselben Sägezähnen 29 erscheint. Es ist deshalb ein periodisches
Umsetzen des Sägeblattes 6 erforderlich.
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Wenn eine ungleichförmige Abnutzung des Sägeblattes 6 weniger störend
ist als der erhöhte Getriebeaufwand läßt sich die periodische Erhöhung der Vorschubkraft
und die Ausnutzung der Massenträgheit der Kreissäge bzw. des Werkstücks auch dadurch
erreichen, daß das kreisrunde Sägeblatt auf der in dem Gehäuse 2 ortsfest gelagerten
Sägewelle 7 exzentrisch gespannt wird, wie dies Fig. 8 zeigt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 der Handkreissäge 1 ist die
Sägewelle 7 in dem Gehäuse 2 mittels eines Rillenkugellagers 57 und einer Lagerbüchse
58 unterhalb des Rillenkugellagers 12 ortsfest gelagert.
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Der Antrieb der Sägewelle 7 geschieht über das Ritzel 47 und das bereits
beschriebene Stirnzahnrad 46. Einer der beiden Halteflansche 17 oder 18, nämlich
der Halteflansch 17, trägt einen zu der Drehachse 16 exzentrischen zylindrischen
Zentrierbund 59, der in der Aufnahmebohrung des Sägeblattes 6 steckt.
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Wenn hierbei die Sägewelle 7 vom Antriebsmotor 4 in Umdrehungen versetzt
wird, läuft das Sägeblatt 6 exzentrisch um die Drehachse 16 um,wodurch, bezogen
auf das zu bearbeitende Werkstück, wie vorher, die periodische Bewegung in Vorschubrichtung
zustandekommt.
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Die entstehende Unwucht läßt sich in bekannter Weise durch ein synchron
mit dem Sägeblatt 6 umlaufendes Auswuchtgewicht auf der Sägewelle 7 kompensieren.
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Falls die Unwucht grundsätzlich unerwünscht ist und keine exzentrische
Spannung des Kreissägeblatts in Frage kommt, kann das Kreissägeblatt auch eine von
der Kreisform abweichende Gestalt, beispielsweise eine elliptische Gestalt, aufweisen,
wie Fig. 9 zeigt. Bei diesem Sägeblatt 6 ist die Einhüllende 61 der Sägezähne 29
eine Ellipse, so daß bei zentrischer Spannung dieses Sägeblattes 6 die Sägezähne
29 aus der Sicht des zu bearbeitenden Werkstückes periodisch vor- und zurückgehen,
obwohl die Drehachse 16 infolge der starren Lagerung der Sägewelle 7, beispielsweise
entsprechend Fig. 8, ortsfest ist.
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Bei der zentrischen Spannung läuft die Drehachse 16 durch den Schwerpunkt
des Sägeblattes 6.
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Zum Zweck der besseren Erkennbarkeit ist in Fig. 8 die Abweichung
von der Kreisform in Fig. 9 übertrieben dargestellt. Tatsächlich genügt es, wenn
die Durchmesser der Ellipse um 2 mm voneinander abweichen und so einen Hub in Vorschubrichtung
von ca. 1 mm erzeugen. In der gleichen Größenordnung kann auch der Pendelhub bei
pendelnd gelagerter Sägewelle liegen.