DE4108982B4

DE4108982B4 - Taumelscheibenantrieb

Info

Publication number: DE4108982B4
Application number: DE4108982A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Brookfield Palm
Original assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Current assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Priority date: 1990-12-05
Filing date: 1991-03-19
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2011-03-20
Also published as: DE4108982A1; GB9113497D0; GB2256906A; ITRM910544A0; FR2670264A1; ITRM910544A1; FR2670264B1; IT1249812B; US5050307A

Abstract

Hin- und hergehende Säge mit einer längsgeführten Werkzeug-Spindel (40) und einem Reversier-Antriebsmechanismus für die Werkzeug-Spindel, der einen Motor (16), eine vom Motor angetriebene Getriebe-Zwischenwelle (24), eine auf der Getriebe-Zwischenwelle angebrachte Taumelscheibe (30) und einen der Taumelscheibe zugeordneten Antriebsarm (34) enthält, durch den die Werkzeug-Spindel in Richtung ihrer Achse hin- und herbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Sichern der Spindel (40) gegen Verdrehen der Antriebsarm (34) sich durch einen Schlitz (54) in der Spindel und durch diese hindurch erstreckt und in ein Loch (38) auf der dem Schlitz gegenüberliegenden Seite der Spindel eingreift, wobei der Schlitz (54) ebene Begrenzungsflächen aufweist, die über einen axialen Längenbereich des Antriebsarms (34) mit einem zylindrischen Bereich des Antriebsarms (34) in Eingriff stehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hin- und hergehende Säge mit einer längs geführten Werkzeug-Spindel der im Oberbegriff von Anspruch 1 erläuterten Art.
Eine derartige Säge ist aus der DE 16 28 905 B2 bekannt. Die bekannte hin- und herbewegbare Säge hat neben dem üblichen Gehäuse und dem Antriebsmotor eine drehbar gelagerte Getriebe-Zwischenwelle, eine erste, auf der Getriebe-Zwischenwelle angebrachte Taumelscheibe, einen der Taumelscheibe zugeordneten Antriebsarm oder Kraftübertragungszapfen und eine Werkzeug-Spindel oder einen Werkzeugträger, der durch den Antriebsarm in Richtung seiner Achse hin- und herbewegt werden kann. Diese Hin- und Herbewegung wird durch eine Schwenkbewegung um den Gelenkstift überlagert, d.h. die bekannte Säge ist tatsächlich als Pendelhubsäge ausgebildet, was bedeutet, daß die Verbindung des Antriebsarms mit dem Werkzeugträger so ausgebildet sein muß, daß dem Pendelhub gefolgt werden kann. Demgemäß greift der Antriebsarm in eine querverlaufende Ausnehmung im Werkzeugträger ein, deren Tiefe größer ist als die Eingriffstiefe des Antriebsarms.
Die bekannte Säge enthält weiterhin einen Verdrehsicherung, die verhindert, daß sich der Werkzeugträger unter Belastung, durch Werkzeug oder Antrieb, dreht. Diese Verdrehsicherung wird durch eine kastenförmige, rechteckige Querschnittsausbildung des Werkzeugträgers und der ihn umgebenden Lagerbuchse gebildet. Werkzeugträger und zugeordnete Lager mit unrundem Querschnitt sind jedoch problematisch.
Taumelscheibenantriebe sind seit langem bekannt. So zeigt beispielsweise die DE-PS 5 20 459 eine Kolbenmaschine mit einem derartigen Antrieb. Der bekannte Antrieb weist eine Mehrzahl von pleuelförmigen Antriebszapfen auf, die in ein massives Gleitstück eingreifen, an dem beidseitig die zu bewegenden Stangen befestigt sind. Das Gleitstück hat eine nicht-roationssymmetrischen Querschnitt und weist insbesondere eine Aussparung auf, in die die Taumelscheibe eingreift, so daß das Gleitstück auf diese Weise gegen Drehung gesichert wird. Diese Art der Drehsicherung unterliegt jedoch einem hohen Verschleiß. Darüber hinaus ist diese Drehsicherung relativ aufwendig, was sich insbe sondere dann negativ auswirkt, wenn der Taumelscheibenantrieb für eine hin- und hergehende Säge verwendet wird, wie sie beispielsweise auf dem stark umkämpften Markt für Hobbywerkzeuge angeboten wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine hin- und hergehende Säge mit einer verbesserten, weil einfach herstellbaren und verschleißarmen Verdrehsicherung für die Werkzeugspindel zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird auf konstruktiv einfacher Weise eine einfach herzustellende, funktionssichere und verschleißarme Verdrehsicherung geschaffen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eignet sich sowohl für nicht-ausgewuchtete als auch für ausgewuchteten Antriebe. Wenn die Erfindung bei ausgewuchteten Antrieben eingesetzt wird, kann das zum Auswuchten verwendeten Gegengewicht auch über eine Taumelscheibe angetrieben werden, wobei der Antriebsarm für die Hubachse gemäß Anspruch 5 gleichzeitig auch die Verdrehsicherung für den Antrieb des Gegengewichts übernimmt.
Zweckmäßigerweise wird der Antriebsarm für die Hubachse, mit oder ohne auswuchtendem Gegengewicht, in einem Schlitz einer Führungsbuchse abgestützt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer hin- und hergehenden Säge, in der die vorliegende Erfindung angewendet wird;
2 ein Detail eines Bereiches von 1, das eine zusätzliche Darstellung der Anordnung der Teile wiedergibt;
3 einen Schnitt durch den rechten Bereich des Antriebsmechanismus, betrachtet von links in 1 oder 2;
4–7 eine Reihe von Ansichten, die aus 2 entnommen sind und den Arbeitsablauf der Teile während einer halben Drehung der Getriebe-Zwischenwelle erläutern;
8 eine auseinandergezogene Ansicht der Taumelscheibe und des dazugehörigen Antriebsarmes von unten bezüglich der Hubachse; und
9 eine Ansicht der Taumelscheibe und des Antriebsarmes, der in die im Schnitt dargestellte Hubachse eingreift.
Wie oben erwähnt, wird die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit einem ausgewuchteten Antrieb dargestellt. Sie könnte jedoch auch in einem einfachen Taumelscheibenantrieb verwendet werden, der nicht ausgewuchtet ist.
Der in sich ausgewuchtete und sich hin- und herbewegende Antriebsmechanismus mit zwei Taumelscheiben kann in vielen Werkzeugen und Maschinen benützt werden. Eine Taumelscheibe treibt die hin- und herbewegte Hubachse an, während die andere Taumelscheibe das Gegengewicht antreibt. Der Mechanismus ist am Beispiel einer Säge dargestellt.
Die in 1 gezeigte Konstruktion einer Stichsäge oder eines Motor-Fuchsschwanzes verwendet für die Auswuchtung die aus der Hin- und Herbewegung entstehenden Kräfte und arbeitet somit sehr gleichmäßig.
Das Haupt-Gehäuse 10 der Säge besitzt einen mit einem Ein/Ausschalter 14 versehenen Griff 12. Der Schalter 14 steuert die Energieversorgung des Motors 16. Die Motor-Zwischenwelle 18 besitzt ein Abtriebsrad 20, das mit einem auf einer Getriebe-Zwischenwelle 24 montierten Zahnrad 22 kämmt. Die Getriebe-Zwischenwelle 24 ist in einem Getriebegehäuse 26 und einer Trennwand 25 gelagert. Das Getriebegehäuse 26 ist mit einer aus Urethan oder Gummi bestehenden Schutzkappe 27 versehen. An der Getriebe-Zwischenwelle 24 ist ein Taumelscheiben-Antriebselement 28 befestigt. Zwei Taumelscheiben-Anordnungen 30 sind am Antriebselement 28 befestigt. Jede Anordnung 30 besitzt ein am Taumelscheiben-Antriebselement 28 angebrachtes Lager 32. Die linke Taumelscheiben-Anordnung 30 ist die erste Taumelscheibe, während die rechte Anordnung die zweite Taumelscheibe darstellt. Jede Anordnung 30 besitzt einen Antriebsarm, der mit dem Teil in Eingriff steht, das von dieser Anordnung angetrieben wird So besitzt die erste Taumelscheibe einen Antriebsarm 34 mit einem leicht kugelförmigen Ende 36, das in eine geeignete Öffnung 38 der hin- und herbewegten, rohrförmigen, das Sägeblatt 42 tragenden Hubachse 40 eingreift. Die zweite Taumelscheibe besitzt ein kugelförmiges Ende 43, das in eine Öffnung 44 des Gegengewichtes 46 eingreift.
Die hin- und herbewegte Hubachse 40 gleitet in einem Spindellager 48, von dem sie auch geführt wird, das sich im Spindelkasten 26 befindet. Außen am Lager 48 ist eine Führungsbuchse 50 befestigt. Das Gegengewicht 46 gleitet auf der Außenseite der Führungsbuchse 50. Die Führungsbuchse 50 ist mit einander gegenüberliegenden Schlitzen 52 versehen. Der erste Antriebsarm erstreckt sich durch den unteren Schlitz 52 in der Führungsbuchse 50, durch den Schlitz 54 in der Hubachse 40 und durch die Hubachse, so daß sein kugelförmiges Ende 36 in die Öffnung 38 am oberen Bereich der Hubachse 40 eingreift (s. 1).
Die Seiten des Schlitzes 54 im unteren Bereich der Hubachse 40 stehen in Eingriff mit dem zylindrischen Bereich des Antriebsarmes 34 und verhindern damit ein Verdrehen der Hubachse 40 um ihre Achse. Die Hubachse kann dadurch in einer einfachen Buchse hin- und herbewegt werden. Hubachse und Lagerungen müssen keinen speziellen unrunden Querschnitt aufweisen, um ein Verdrehen der Hubachse zu verhindern. So können beträchtliche Kosten eingespart werden. Ein weiterer Vorteil dieser Konstruktion liegt darin, daß die Mittellinie der Hubachse 40 näher an der Mittellinie der Getriebe-Zwischenwelle 24 der Taumelscheibe liegt, wodurch die Vorrichtung kompakter wird und somit ästhetische und funktionale Vorteile erzielt werden.
Wenn die erste Taumelscheibe den Antriebsarm 34 in die in 7 gezeigte Position bewegt, bewegen sich der Antriebsarm 34 und das Gegengewicht 46 in entgegengesetzte Richtungen, wobei sich der Antriebsarm 34 nach rechts in den Schlitz 58 des Gegengewichtes 46 bewegt. Dieser Eingriff des Antriebsarmes 34 mit dem Schlitz 54 (in der Hubachse 40) und dem Schlitz 58 (im Gegengewicht) begrenzen die Bewegungsrichtung von Hubachse und Gegengewicht auf eine Hinundherbewegung; sie können sich nicht drehen. Da sich das Gegengewicht lediglich hin- und herbewegen kann, kann der Antriebsarm 35, der das Gegengewicht antreibt, nur längs eines Bogens leicht rotierend pendeln.
Unter Berücksichtigung der Arbeitsfolge von 4 über die 5 und 6 zu 7 wird deutlich, daß die Antriebsarme 34 und 35 einander kreuzen würden, wenn sie nicht versetzt angeordnet wären, wie in 3 gezeigt. Nur so schlagen die Antriebsarme nicht aneinander an, wenn sie die Position von 7 erreichen. Dieser Versatz-Winkel würde dann jedoch keine gegenseitige Kompensation der Kräfte durch einen um 180° phasenverschobenen Antrieb von Hubachse und Gegengewicht durch die Taumelscheiben erlauben. Zum Ausgleich sind deshalb die Taumelscheiben ebenfalls um denjenigen Winkel von den "normalen" 180° verschoben, um den die Antriebsarme gegeneinander versetzt sind. Die Pendelkräfte werden dadurch kompensiert, so daß der Antrieb sehr gleichmäßig mit nur geringer Vibration erfolgt. Dadurch kann viel genauer geschnitten werden, wodurch der Benutzer ein beträchtliches Maß an Komfort gewinnt.
Das Gegengewicht und die Hubachse sind koaxial angeordnet. Nur wenn der Massenschwerpunkt jedes hin- und herbewegten Teiles auf derselben Achse liegt, können entgegengesetzt wirkende Kräfte aufgehoben werden, ohne daß andere Kraftkopplungen erzeugt werden.
Der Hub und das Gewicht des Gegengewichtes und des Antriebsarmes 35 stehen in einem solchen Verhältnis zu Hub und Gewicht der Hubachse, des Sägeblattes (Mittelwert) und des Antriebsarmes 34, daß die Kräfte aufgehoben werden, während die Hubachse und das Sägeblatt einen längeren Hub haben. Der Hub wird von 18 mm (0,75") auf 31 mm (1,25") im Vergleich zur SAWZALL^®-Säge der Anmelderin vergrößert; ferner wird die Hubachse mit höheren Geschwindigkeiten betrieben.

Claims

Hin- und hergehende Säge mit einer längsgeführten Werkzeug-Spindel (40) und einem Reversier-Antriebsmechanismus für die Werkzeug-Spindel, der einen Motor (16), eine vom Motor angetriebene Getriebe-Zwischenwelle (24), eine auf der Getriebe-Zwischenwelle angebrachte Taumelscheibe (30) und einen der Taumelscheibe zugeordneten Antriebsarm (34) enthält, durch den die Werkzeug-Spindel in Richtung ihrer Achse hin- und herbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Sichern der Spindel (40) gegen Verdrehen der Antriebsarm (34) sich durch einen Schlitz (54) in der Spindel und durch diese hindurch erstreckt und in ein Loch (38) auf der dem Schlitz gegenüberliegenden Seite der Spindel eingreift, wobei der Schlitz (54) ebene Begrenzungsflächen aufweist, die über einen axialen Längenbereich des Antriebsarms (34) mit einem zylindrischen Bereich des Antriebsarms (34) in Eingriff stehen.
Säge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (40) in einer Führungshülse (50) axial geführt ist, die Führungshülse (50) ebenfalls einen axialen Schlitz (52) aufweist und der Antriebsarm (34) auch den Schlitz (52) der Führungshülse (50) durchdringt.
Säge nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (40) als Hohlwelle ausgebildet ist, wobei der Schliff (54) an einer Seite der Hohlwelle und das Loch (38) in der gegenüberliegenden Seite der Hohlwelle vorgesehen ist.
Säge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für einen ausgewuchteten Antrieb eine weitere, um 180° phasenverschoben arbeitende Taumelscheibe (30') mit einem zugeordneten, weiteren Antriebsarm (35) vorgesehen ist, wobei der weitere Antriebsarm (35) in eine Öffnung (44) eines koaxial mit der Spindel (40) verschiebbaren Gegengewichts (46) eingreift, und das Ge gengewicht (46) einen Schlitz (58) aufweist, durch den der erste Antriebsarm (34) ragt.
Säge nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegengewicht (46) durch die Führungsbuchse (50) axial geführt ist.
Säge nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Spindel (40) mit einem Schlitz (54) zur Führung des Antriebsarms (34), einer Führungshülse (50) mit einem Schlitz (52) für den Antriebsarm (34) der Spindel (40) und einem auf der Führungsbuchse (50) gleitend geführten Gegengewicht (46) für einen ausgewuchteten Antrieb, wobei das Gegengewicht (46) über eine weitere Taumelscheibe (30') und einen weiteren Antriebsarm (35) um 180° phasenverschoben antreibbar ist und einen Schlitz (58) zur Führung des Antriebsarms (34) der Spindel (40) aufweist, wobei die Spindel (40), die Führungsbuchse (50) und das Gegengewicht (46) koaxial zueinander angeordnet und die Mittellinien ihrer Schlitze (54, 52, 58) in einer die Achsen der Spindel (40) und der Getriebe-Zwischenwelle (24) enthaltenden Ebenen fluchtend zueinander ausgerichtet sind.
Säge nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Antriebsarme (34, 35) mit ihren Taumelscheiben (30, 30') um einen Winkel in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind.