DE3621610A1 - Getriebe zur erzeugung mindestens einer translatorischen oder einer scherbewegung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe zur Erzeugung mindestens einer translatorischen oder einer Scherbewegung mit einem von einem Antrieb antreibbaren Kulissenrad, das mindestens eine exzentrisch zur Drehachse des Kulissenrads verlaufende Kulissenbahn zur direkten oder indirekten Bewegung eines Werkzeugs aufweist.

Bei einem aus der CH-PS 4 38 069 bekannten Getriebe sind auf einer Excenterwelle 2 jeweils einen Schneidenteil antreibende Werkzeugträger gekoppelt, wobei die Schneidenteile eine Scherbewegung ausführen können. Das bekannte Getriebe ist für einen speziellen Zweck konstruiert und nicht vielseitig einsetzbar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Getriebe der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß es mit geringen Anpassungen vielseitig verwendbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß in der Kulissenbahn ein Kulissenstein geführt ist, daß dieser Kulissenstein einen parallel zur Drehachse des Kulissenrads gerichteten Koppelbolzen trägt, der mit einem Werkzeugträger oder direkt mit einem Werkzeug gekoppelt ist. Zur gezielten Steuerung für verschiedene Bewegungsarten kann der Koppelbolzen des Kulissensteins in einfacher Weise zusätzlich in einer Führungsschiene in einen Führungsschlitz geführt sein, wobei die Führungsschiene zur Wahl der Bewegungsart des Werkzeugs oder dgl. schwenkbar um die Drehachse des Kulissenrads angeordnet sein kann. Herstellungsmäßig besonders einfach und rationell kann die Kulissenbahn eine Kreisbahn sein, wobei das Kulissenrad eine ebene Scheibe ist, die um ihre konzentrische Mittelachse rotiert.

In vorteilhafter Weise können zu einem weitgehenden Massenausgleich symmetrisch zur Drehachse des Kulissenrads zwei identische Kulissenbahnen auf dem Kulissenrad vorgesehen sein, wobei in jeder Kulissenbahn ein Kulissenstein mit jeweils einem Koppelbolzen für einen Werkzeugträger, ein Werkzeug oder Werkzeugteil geführt ist. Es können dann zwei Werkzeuge oder Werkzeugteile praktisch gegenläufig angetrieben werden, um so eine doppelte translatorische Bewegung oder auch eine Scherbewegung zu erreichen. Dadurch, daß jeder der beiden Kulissensteine einen Koppelbolzen trägt, beide Koppelbolzen in der gemeinsamen Führungsschiene jeweils in einem Führungsschlitz geführt sind, kann eine synchrone Umstellung der Bewegungsarten der beiden angetriebenen Werkzeugträger, Werkzeuge oder Werkzeugteile erreicht werden. Zweckmäßigerweise sind hierzu die Führungsschlitze gerade und auf einer die Drehachse des Kulissenrads schneidenden Geraden angeordnet, wobei die Führungsschiene auf einem zur Drehachse des Kulissenrads konzentrischen Zapfen des Kulissenrads oder auch auf einer das Kulissenrad tragenden Welle gelagert und um die Drehachse des Kulissenrads schwenkbar geführt ist. Dabei reicht es aus, daß die Führungsschiene um einen Winkel von 90 Grad um die Drehachse schwenkbar ist zur Wahl der Bewegungsart des angetriebenen Werkzeugs od. dgl., wobei die Führungsschiene in der gewählten Schwenklage fixierbar ist, insbesondere in den um 90 Grad zueinander versetzten Endlagen. In einer der Endlagen kann dabei der Schlitz bzw. die Schlitze der Führungsschienen parallel zu dem oder den Werkzeugträgern bzw. dem oder den Werkzeugen verlaufen und so eine reine translatorische Werkzeugbewegung erzeugen und in der um 90 Grad versetzten anderen Endlage erfolgt dann die Scherbewegung und in den Zwischenlagen eine zweidimensionale Bewegung.

Bspw. kann so ein Sander umschaltbar als Orbital- oder Linear-Sander ausgelegt werden und ggf. für beide Betriebsarten umschaltbar sein, wobei auch ein Mischbetrieb möglich sein kann. Weiter kann bspw. eine Stichsäge mit hundertprozentigem Ausgleich der hin- und hergehenden Massen und damit ausgeglichenen Kräften und Momenten ausgelegt werden.

Zur exakten Führung kann das mit dem Koppelbolzen des Kulissensteins gekoppelte Werkzeug bzw. Werkzeugträger einen Längsschlitz für einen zur Drehachse des Kulissenrads parallelen und im Abstand davon angeordneten Bolzen aufweisen. Hierdurch erfolgt eine Geradführung bei der rein translatorischen Bewegung und eine exakte Führung auch bei der überlagerten Schwenk- und translatorischen Bewegung bei einer Scherbewegung. Zweckmäßigerweise sind dann auf dem Bolzen beide jeweils einen Längsschlitz aufweisende Werkzeuge, Werkzeugteile oder Werkzeugträger verschieb- und gegebenenfalls schwenkbar geführt.

Herstellungsmäßig besonders einfach kann der Kulissenstein Teil eines Kreisrings sein, wobei in einfacher Weise eine Herstellung durch einen geraden Trennschnitt erfolgen kann. Dabei kann dann die Kulissenbahn einen rechteck- oder quadratischen Querschnitt aufweisen und angepaßt haben auch die Kulissensteine einen entsprechenden Querschnitt.

Besonders teilesparend kann das Kulissenrad zugleich Teil eines Untersetzungsgetriebes sein und dabei eine mit einem Ritzel- oder Schneckenrad zusammenwirkende vorzugsweise am Außenumfang vorgesehene Verzahnung tragen.

Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, daß der Abstand der Mittelpunkte der beiden Kulissenbahnen etwa dem 0,4 bis 0,5fachen mittleren Durchmesser der Kulissenbahnen entspricht, wobei sich die Kulissenbahnen schneiden.

Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen und werden mit ihren Vorteilen in der nachstehenden Beschreibung näher erläutert. In den beigefügten Zeichnungen ist ein einziges Ausführungsbeispiel in verschiedenen Arbeitsstellungen dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf das Getriebe in seiner Ausgangsstellung für eine Scherbewegung des Werkzeugs,

Fig. 2 einen Schnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Getriebe entlang der Linie II-II,

Fig. 3 bis 8 entsprechende Darstellungen in anderen Betriebsstellungen des Kulissenrads,

Fig. 9 bis 16 den Fig. 1 bis 8 entsprechende Darstellungen des gleichen Getriebes in der Betriebsstellung für rein translatorische Arbeitsbewegungen.

Fig. 17 die schematisierte Draufsicht auf den Antrieb für eine Heckenschere und

Fig. 18 die schematisierte Draufsicht auf den Antrieb für eine Grasschere.

Die bspw. dargestellte Getriebeausführung weist ein Kulissenrad 1 auf, das scheibenförmig ausgebildet um seine Drehachse 2 durch einen Motor, z.B. über eine am Außenumfang angebrachte nicht dargestellte Verzahnung antreibbar ist. Das Kulissenrad 1 ist in einem schematisch dargestellten Getriebegehäuse 3, drehbar gelagert. Auf der der Lagerung gegenüberliegenden Seite sind exzentrisch symmetrisch zueinander zwei im Ausführungsbeispiel kreisförmige Kulissenbahnen 4, 4′ mit quadratischem Querschnitt angeordnet, in denen jeweils ein Kulissenstein 5 bzw. 5′ geführt sind, die ebenfalls einen Rechteckquerschnitt aufweisen und eine entsprechende Kreiskrümmung haben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind sie durch einen geradlinigen Schnitt von einem entsprechenden Kreisring abgeschnitten. Mittig sind die Kulissensteine 5, 5′ jeweils mit einem Koppelbolzen 6, 6′ versehen, der seinerseits jeweils in einem Führungsschlitz 11 bzw. 11′ einer Führungsschiene 7 geführt ist. Diese Führungsschiene 7 ist auf einem Zapfen 8 des Kulissenrades 1 um 90° um die Drehachse 2 schwenkbar geführt, wobei das Getriebegehäuse 3 zur Ermöglichung der Schwenkbewegung in einem Schlitz 9 bspw. von einem Handknopf 10 durchdrungen ist. Die Führungsschiene 7 ist mit Führungsschlitzen 11, 11′ für die Koppelbolzen 6, 6′ versehen, die geradlinig ausgebildet sind und auf einer die Drehachse 2 schneidenden Linie liegen.

Die Koppelbolzen 6, 6′ durchragen die Führungsschiene 7 und es ist jeweils ein Werkzeugträger 12, 12′ für ein Werkzeug oder Werkzeugteil 18, 18′ mit dem Koppelbolzen 6, 6′ gekoppelt. Die langgestreckten Werkzeugträger 12, 12′ sind mit Abstand von den Koppelbolzen 6, 6′ jeweils mit einem Längsschlitz 13, 13′ versehen, wobei diese Längsschlitze 13, 13′ zur Führung der Werkzeugträger 12, 12′ auf einem beide Längsschlitze 13, 13′, durchdringenden Bolzen 14 dienen, der selbst im Abstand von der Drechachse 2 angeordnet ist. In allen Draufsichten sind zur besseren Übersichtlichkeit die Werkzeugträger 12, 12′ und auch die Führungsschiene 7 mit ihren Führungsschlitzen 11, 11′ strichpunktiert gezeichnet.

In den Fig. 1 bis 8 ist zum Erreichen einer Scherbewegung der Werkzeugträger 12, 12′ die Führungsschiene 7 senkrecht zur Verbindungslinie der Drehachse 2 mit dem hierzu parallelen Bolzen 14 angeordnet. Beim Drehen des Kulissenrades 1 um die Drehachse 2 in Richtung des Pfeils 15 erfolgt eine Abstandsänderung der Koppelbolzen 6, 6′, die bei dieser Drehbewegung eine Hin- und Herbewegung in den Führungsschlitzen 11, 11′ ausführen. In den Fig. 3 und 4 ist die Stellung der Werkzeugträger 12, 12′ nach einer Drehung von etwa 80° dargestellt, während bei der Darstellung der Fig. 5 und 6, bei einer Drehung des Kulissenrades 1 um 180° die Koppelbolzen 6, 6′ ihre größte Annäherung erreicht und damit die Scherbewegung der Werkzeugträger 12, 12′ den kleinsten Scherwinkel erreicht haben. Bei einer Weiterdrehung des Kulissenrades 1 wird der Scherwinkel zwischen den Werkzeugträgern 12, 12′ wieder größer. Dieser dargestellte Antrieb ist besonders zum Antrieb von Grasscheren geeignet.

Soll dagegen eine reine translatorische Bewegung der Werkzeugträger 12, 12′ erreicht werden so wird, wie in den Fig. 9 bis 16 dargestellt, die Führungsschiene 7 um 90° gedreht, so daß die Führungsschlitze 11, 11′ und die Werkzeugträger 12, 12′ parallel zueinander verlaufen. Bei einer Drehung des Kullissenrads 1 erfolgt dann, wie aus den verschiedenen Darstellungen der Fig. 9 bis 16 ersichtlich, eine lineare Hin- und Herverschiebung der Werkzeugträger 12, 12′, wie dies bspw. bei einem Heckenscherenantrieb üblich ist (Fig. 17).

Eine optimale Abmessung der Teile wird erreicht, wenn der Abstand (16) der Mittelpunkte (17, 17′) der beiden Kulissenbahnen (4, 4′) etwa dem 0,4- bis 0,5-fachen mittleren Durchmesser der Kulissenbahnen (4, 4′) entspricht.

Mit dem erfindungsgemäßen Getriebe können daher wahlweise die verschiedensten Werkzeuge bzw. Werkzeugteile 18, 18′ angetrieben werden. Es müssen hierzu nur die Werkzeuge bzw. Werkzeugteile 18, 18′ und ggf. die erforderlichen Werkzeugführungen oder Halterungen ausgetauscht werden. Auch eine überlagerte Scherbewegung und translatorische Bewegung ist durch Schwenken der Führungsschiene 7 in allen gewünschten Abstufungen für die verschiedensten Verwendungszwecke möglich, so daß das Getriebe vielseitig einsetzbar ist, insbesondere aber für tragbare Handwerkzeugmaschinen und Geräte, insbesondere Vielfachgeräte, insbesondere Heimwerkergeräte, wie Grasscheren, Heckenscheren, Sander, Rüttelsiebe.

Bei einer entsprechenden Anordnung von Gegenmassen können die Massen einschließlich der verwendeten Werkzeuge bzw. Werkzeugteile 18, 18′ vollkommen ausgeglichen werden, so daß ein sehr ruhiger fibrationsfreier Betrieb ermöglicht wird.

In Fig. 17 ist schematisch ein Heckenscherenantrieb dargestellt, wobei die Werkzeugteile 18, 18′ die über die Bolzen 14, 14′ geführten Messer sind, die eine rein oszilatorische lineare Hin- und Herbewegung ausführen. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist eine Getriebeanordnung für eine Grasschere schematisch dargestellt. Die Werkzeugteile 18, 18′ führen im wesentlichen um den Bolzen 14 eine Schwenkbewegung aus, wobei je nach der Länge der Werkzeugträger 14, 14′ eine noch eine gewisse oszilatorische Bewegung überlagert ist, die um so geringer ist je größer der Abstand zwischen den Koppelbolzen 6, 6′ und dem die Messerträger 12, 12′ führenden Bolzen 14 ist.

Claims (19)

1. Getriebe zur Erzeugung mindestens einer translatorischen oder einer Scherbewegung mit einem von einem Antrieb antreibbaren Kulissenrad (1), das mindestens eine exzentrisch zur Drehachse (2) des Kulissenrads (1) verlaufende Kulissenbahn (4, 4′) zur direkten oder indirekten Bewegung eines Werkzeugs aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kulissenbahn (4, 4′) ein Kulissenstein (5, 5′) geführt ist, daß dieser Kulissenstein (5, 5′) einen parallel zur Drehachse (2) des Kulissenrads (1) gerichteten Koppelbolzen (6, 6′) trägt, der mit einem Werkzeugträger (12; 12′) oder direkt mit einem Werkzeug oder Werkzeugteil (18, 18′) gekoppelt ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Koppelbolzen (6, 6′) des Kulissensteins (5, 5′) zusätzlich in einer Führungsschiene (7) in einem Führungsschlitz (11, 11′) geführt ist.

3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (7) zur Wahl der Bewegungsart des Werkzeugs (18, 18′) schwenkbar um die Drehachse (2) des Kulissenrads (1) angeordnet ist.

4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kulissenbahn (4, 4′) eine Kreisbahn ist.

5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß symmetrisch zur Drehachse (2) des Kulissenrades (1) zwei identische Kulissenbahnen (4, 4′) auf dem Kulissenrad (1) vorgesehen sind und in jeder Kulissenbahn (4, 4′) ein Kulissenstein (5, 5′) mit jeweils einem Koppelbolzen (6, 6′) für einen Werkzeugträger (12, 12′), ein Werkzeug oder Werkzeugteil (18, 18′) geführt ist.

6. Getriebe nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Kulissensteine (5, 5′) einen Koppelbolzen (6, 6′) trägt, daß beide Koppelbolzen (6, 6′) in der gemeinsamen Führungsschiene (7) jeweils in einem Führungsschlitz (11, 11′) geführt sind.

7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschlitze (11, 11′) gerade sind und auf einer die Drehachse (2) des Kulissenrades (1) schneidenden Gerade liegen.

8. Getriebe nach Anspruch 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (7) auf einem zur Drehachse (2) des Kulissenrades (1) konzentrischen Zapfen (8) des Kulissenrades (1) oder auf einer das Kulissenrad (1) tragenden Welle gelagert und um die Drehachse (2) schwenkbar geführt ist.

9. Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (7) um einen Winkel von etwa 90° um die Drehachse (2) schwenkbar ist zur Wahl der Bewegungsart des angetriebenen Werkzeugs (18, 18′).

10. Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (7) in der gewählten Schwenklage fixierbar ist.

11. Getriebe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Endlagen der Schlitz (11) bzw. die Schlitze (11, 11′) der Führungsschiene (7) parallel zu dem oder den Werkzeugträgern (12, 12′) bzw. Werkzeugen (18, 18′) verlaufen und so eine rein translatorische Werkzeugbewegung erfolgt und in der um 90° verdrehten anderen Endlage die Scherbewegung und in den Zwischenlagen eine zweidimensionale Bewegung der Werkzeugträger (12, 12′) bzw. des Werkzeugs oder der Werkzeugteile (18, 18′) erfolgt.

12. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Koppelbolzen (6, 6′) des Kulissensteins (5, 5′) gekoppelte Werkzeug (18, 18′) bzw. Werkzeugträger (12, 12′) einen Längsschlitz (13, 13′) für einen zur Drehachse (2) des Kulissenrads (1) parallelen und im Abstand davon angeordneten Bolzen (14) aufweist.

13. Getriebe nach Anspruch 6 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Bolzen (14) beide jeweils einen Längsschlitz (13, 13′) aufweisende Werkzeugträger (12, 12′), Werkzeugteile oder Werkzeuge (18, 18′) verschiebbar und ggf. schwenkbar geführt sind.

14. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kulissenstein (5, 5′) ein Kreisringabschnitt ist.

15. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissenbahn (4, 4′) einen rechteckigen oder einen quadratischen Querschnitt aufweist und angepaßt entsprechend auch der Kulissenstein (5, 5′).

16. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Kulissenrad (1) zugleich Teil eines Untersetzungsgetriebes ist.

17. Getriebe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Kulissenrad (1) eine mit einem Ritzel oder einem Schneckenrad zusammenwirkende, vorzugsweise am Außenumfang vorgesehene Verzahnung aufweist.

18. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 17, das in einem Getriebegehäuse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug, der oder die Werkzeugteile (18, 18′) oder Werkzeugträger (12, 12′) mindestens einseitig durch eine Wand oder Führungsrippe des Getriebegehäuses (3) abgestützt und geführt sind.

19. Getriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (16) der Mittelpunkte (17, 17′) der beiden Kulissenbahnen (4, 4′) etwa dem 0,4- bis 0,5-fachen mittleren Durchmesser der Kulissenbahnen (4, 4′) entspricht.