DE4230614A1

DE4230614A1 - Circular saw machine

Info

Publication number: DE4230614A1
Application number: DE19924230614
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr Ing Dr Hoelderlin
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-09-12
Filing date: 1992-09-12
Publication date: 1994-03-17
Also published as: GB9317315D0; GB2270494B; GB2270494A

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Handkreissägemaschine der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.The invention relates to a hand-held circular saw genus defined in the preamble of claim 1.

Bei einer bekannten Handkreissägemaschine dieser Art (US-PS 41 36 590) weist die Sägeblattführung einen in herkömmlicher Weise am Maschinengehäuse befestigten Halter mit einem ringförmigen Kopf auf, in welchem ein Träger mit auf entgegengesetzten Seiten ausgebildeten Führungsflächen eingelegt ist. Der Träger ist lose, axial beweglich und kippbar im ringförmigen Kopf gehalten und wird in einer mit dem Kreissägeblatt fluchtend ausgerichteten Position stabilisiert. Hierzu sind ein Paar ringförmige Lippendichtungen vorgesehen, die mit Abstand voneinander auf dem Umfang des Trägers angeordnet sind und sich gegen den ringförmigen Kopf drücken. Der Druck der ringförmigen Dichtlippen wird durch Einpressen von Luft zwischen die Dichtlippen erhöht, die schließlich durch an den Führungsflächen mündende Kanäle ausströmt. Diese Luft bildet einen stabilen Gleitfilm zwischen Führungsfläche und Sägeblatt, der auch zur Kühlung des Sägeblatts herangezogen wird.In a known hand-held circular saw machine of this type (US-PS 41 36 590) has the saw blade guide in Conventionally attached to the machine housing holder with an annular head in which a carrier with guide surfaces formed on opposite sides is inserted. The carrier is loose, axially movable and tiltable in the ring-shaped head and is held in one with position aligned with the circular saw blade stabilized. For this purpose, a pair are ring-shaped Lip seals are provided that are spaced apart are arranged on the circumference of the carrier and against each other press the ring-shaped head. The pressure of the annular Sealing lips is created by injecting air between the Sealing lips increased, which eventually through to the Guiding surfaces flows out channels. That air forms a stable sliding film between the guide surface and Saw blade, which is also used to cool the saw blade becomes.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Handkreissägemaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß das Schwingungsverhalten des Sägeblatts beim Sägen entscheidend verbessert wird. Bei großer axialer Schwingungsamplitude des Sägeblatts wird die in Schwingungsrichtung wirkende Dämpfung der Dämpfungsvorrichtung erhöht, bei kleiner Schwingungsamplitude verkleinert. Damit wird die mit der Dämpfung verbundene Reibung zwischen Sägeblatt und Sägeblattführung in jeder Betriebssituation so klein wie möglich gehalten, so daß keine unnötigen hohen Reibungsverluste entstehen.The circular saw machine according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the vibration behavior of the saw blade when sawing is significantly improved. With large axial Vibration amplitude of the saw blade is the in Damping acting vibration direction Damping device increased, with a smaller one Vibration amplitude reduced. So that with the Damping related friction between the saw blade and Saw blade guide as small as possible in any operating situation kept possible so that no unnecessarily high Frictional losses arise.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Handkreissägemaschine möglich.By the measures listed in the other claims are advantageous developments and improvements in Claim 1 specified circular saw machine possible.

Eine technisch besondert einfache Steuerung der Dämpfung in der Dämpfungsvorrichtung erzielt man, wenn man gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in der Dämpfungsvorrichtung eine elektroviskose Dämpfungsflüssigkeit verwendet und deren Viskosität in Abhängigkeit von der axialen Schwingungsamplitude des Sägeblatts elektrisch verändert. Die Verwendung von elektroviskosen, auch rheo-elektrisch genannten Dämpfungsflüssigkeiten ist beispielsweise schon für Kraftfahrzeug-Stoßdämpfer vorgeschlagen (DE 37 09 447 C2). Die Dämpfungscharakteristik solcher Kraftfahrzeug- Stoßdämpfer wird weitgehenst durch das elektrisch leicht zu steuernden Dämpfungsverhalten der rheo-elektrischen Dämpfungsflüssigkeit bestimmt, deren Viskosität unter dem Einfluß eines hinreichend starken Hochspannungsfeldes sehr schnell und reversibel geändert werden kann, und zwar vom bei Stromlosigkeit flüssigen Zustand bis mit zunehmender Feldstärke hin zum plastischen oder gar festen Zustand. Dafür sind elektrische Gleichstromfelder ebenso geeignet wie Wechselstromfelder. Da dabei nur vergleichsweise geringe elektrische Ströme durch die rheo-elektrische Dämpfungsflüssigkeit fließen, ist der energetische Steuerungsaufwand entsprechend gering.A technically particularly simple control of the damping in the damping device is achieved if one according to one preferred embodiment of the invention in the Damping device an electroviscose Damping fluid used and its viscosity in Dependence on the axial vibration amplitude of the Saw blade changed electrically. The use of electroviscoses, also called rheo-electric Damping fluids, for example, is already for Motor vehicle shock absorber proposed (DE 37 09 447 C2). The damping characteristic of such motor vehicle The shock absorber is largely by the electrically easy controlling damping behavior of the rheo-electrical Damping fluid determined, the viscosity below the Very strong influence of a sufficiently strong high-voltage field can be changed quickly and reversibly, namely from in the absence of electricity, liquid state until increasing Field strength to the plastic or even solid state. Electrical DC fields are also suitable for this like AC fields. Since only comparative low electrical currents through the rheo-electrical Damping fluid flow is the most energetic Control effort accordingly low.

Die Spannung des Hochspannungsfeldes, dem die rheo- elektrische Dämpfungsflüssigkeit ausgesetzt wird, wird gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung von einem Schwingungssensor gesteuert, der die axialen Schwingungen des Sägeblatts erfaßt. Als Schwingungssensor kann dabei ein resistiv, kapazitiv, optoelektrisch oder magnetisch arbeitender Wegaufnehmer verwendet werden, wobei bevorzugt der Schwingungssensor diametral zu den Führungselementen für das Sägeblatt im etwa gleichen Radialabstand wie diese am Sägeblatt angeordnet wird.The voltage of the high-voltage field to which the rheo- electrical damping fluid is exposed according to a further embodiment of the invention of controlled a vibration sensor that the axial Vibrations of the saw blade detected. As a vibration sensor can be a resistive, capacitive, optoelectric or magnetically working displacement sensors are used, whereby preferably the vibration sensor diametrically to the Guide elements for the saw blade in about the same Radial distance as this is arranged on the saw blade.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Dämpfungsvorrichtung einen mit der elektroviskosen oder rheo-elektrischen Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Dämpfungszylinder und einen darin axial verschieblichen Dämpfungskolben auf, der den Dämpfungszylinder in zwei durch Drosselspalte miteinander in Verbindung stehende Dämpfungskammern unterteilt. Der Dämpfungskolben ist starr mit einer Kolbenstange verbunden, die durch die eine Dämpfungskammer hindurch flüssigkeitsdicht nach außen geführt ist und endseitig einen die Führungselemente reibarm aufnehmenden Halter trägt. According to a preferred embodiment of the invention the damping device has one with the electroviscous or rheo-electric damping fluid filled damping cylinder and one axially inside movable damping piston on the Damping cylinders in two by throttling gaps with each other related damping chambers divided. Of the Damping piston is rigidly connected to a piston rod, through the one damping chamber is liquid-tight to the outside and ends a holder receiving the guide elements with low friction wearing.

Um die Volumenänderung in den Dämpfungskammern beim Ein- und Austauchen der Kolbenstange zu kompensieren ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im Dämpfungszylinder ein axial verschieblicher, gegenüber der Zylinderwand flüssigkeitsdichter Ausgleichskolben vorgesehen, der mit seiner einen Kolbenseite die andere Dämpfungskammer begrenzt und sich federelastisch am Dämpfungszylinder abstützt.To change the volume in the damping chambers when and to compensate for the replacement of the piston rod is according to a further embodiment of the invention in Damping cylinder an axially displaceable, compared to the Cylinder wall of liquid-tight compensation piston provided that the one piston side the other Damping chamber limited and resilient on Damping cylinder supports.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zur reibungsarmen Realisierung der Führungselemente diese als Kugeln ausgebildet, die in einem Kugellager aufgenommen sind und sich an den beiden Stirnseiten des Sägeblattes abrollen.According to a preferred embodiment of the invention for the low-friction implementation of the guide elements formed as balls, which are accommodated in a ball bearing and are on the two faces of the saw blade unroll.

drawing

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigt die Zeichnung in schematischer Darstellung ein Sägeblatt einer Handkreissägemaschine mit Sägeblattführung und Dämpfungsvorrichtung.The invention is based on one in the drawing illustrated embodiment in the following Description explained in more detail. The drawing shows in schematic representation of a saw blade Manual circular saw with saw blade guide and Damping device.

Description of the embodiment

Von der Handkreissägemaschine ist in der Zeichnung nur das Kreissägeblatt 10 im Längsschnitt dargestellt, das auf einer mit 11 angedeuteten Antriebswelle drehsymmetrisch festgespannt ist. Das Sägeblatt 10 ist nahe seines Außenumfangs in einer Sägeblattführung 13 dadurch geführt, daß auf jeder Stirnseite des Sägeblatts 10 ein Führungselement 13 reibungsarm anliegt. Die Führungselemente 13 sind hier als Kugeln 14 ausgebildet, die reibarm in einem Kugelhalter 15 aufgenommen sind und sich an den beiden Stirnseiten des Sägeblatts 10 in einem Radialabstand vom Sägeblattumfang, der etwas größer ist als die Zahntiefe des Sägeblatts 10, abrollen. Der Kugelhalter 15 ist an einer Dämpfungsvorrichtung 16 befestigt, deren Dämpfungsmaß in Abhängigkeit von der Amplitude der Axialschwingungen des Sägeblatts 10 eingestellt wird.Of the hand-held circular saw machine, only the circular saw blade 10 is shown in longitudinal section in the drawing, which is clamped in a rotationally symmetrical manner on a drive shaft indicated by 11 . The saw blade 10 is guided near its outer circumference in a saw blade guide 13 in that a guide element 13 bears on each end face of the saw blade 10 with low friction. The guide elements 13 are designed here as balls 14 , which are received with low friction in a ball holder 15 and roll on the two end faces of the saw blade 10 at a radial distance from the saw blade circumference, which is somewhat greater than the tooth depth of the saw blade 10 . The ball holder 15 is fastened to a damping device 16 , the damping dimension of which is set as a function of the amplitude of the axial vibrations of the saw blade 10 .

Im einzelnen weist die Dämpfungsvorrichtung 16 einen mit zwei Stirnwänden 25, 30 abgeschlossenen Dämpfungszylinder 18 auf, in dem ein Dämpfungskolben 19 und ein Ausgleichskolben 20 axial verschieblich geführt ist. Der Ausgleichskolben 20 ist mit einer Ringdichtung 21 gegenüber der Innenwand des Dämpfungszylinders 18 flüssigkeitsdicht abgedichtet und unterteilt das Innere des Dämpfungszylinders 18 in einen Arbeitsraum 22 und in einen Ausgleichsraum 23. Der Arbeitsraum 22 ist mit einer elektroviskosen Dämpfungsflüssigkeit 17, mitunter auch rheo-elektrische Dämpfungsflüssigkeit genannt, gefüllt, während der Ausgleichsraum 23 über eine Ausgleichsbohrung 24 in der Stirnwand 25 des Dämpfungszylinders 18 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Der Ausgleichskolben 20 begrenzt mit seiner einen Kolbenseite zusammen mit der Stirnwand 30 des Dämpfungszylinders 18 den Arbeitsraum 22 und stützt sich mit seiner anderen Kolbenseite über eine Schraubendruckfeder 38 an der Stirnwand 25 des Dämpfungszylinders 18 ab.In particular, the damping device 16 has a damping cylinder 18 closed with two end walls 25 , 30 , in which a damping piston 19 and a compensating piston 20 are axially displaceably guided. The compensating piston 20 is sealed with an annular seal 21 in a liquid-tight manner with respect to the inner wall of the damping cylinder 18 and divides the inside of the damping cylinder 18 into a working space 22 and into a compensating space 23 . The working space 22 is filled with an electroviscous damping liquid 17 , sometimes also called rheo-electrical damping liquid, while the compensating space 23 is connected to the atmosphere via a compensating bore 24 in the end wall 25 of the damping cylinder 18 . The compensating piston 20 delimits the working space 22 with its one piston side together with the end wall 30 of the damping cylinder 18 and is supported with its other piston side via a helical compression spring 38 on the end wall 25 of the damping cylinder 18 .

Der Dämpfungskolben 19 ist im Arbeitsraum 22 angeordnet und unterteilt diesen in zwei Dämpfungskammern 26 und 27. Diese beiden Dämpfungskammern 26, 27 stehen über einen zwischen dem Außenumfang des Dämpfungskolbens 19 und der Innenwand des Dämpfungszylinders 18 verbleibenden ringförmigen Drosselspalt 28 miteinander in Verbindung. Der Dämpfungskolben 19 ist am Ende einer Kolbenstange 29 befestigt, die durch eine Bohrung 31 in der Stirnwand 30 des Dämpfungszylinders 18 hindurchgeführt ist und endseitig den Kugelhalter 15 trägt. Die Kolbenstangen 29 ist in der Bohrung 31 axial verschieblich geführt und gegenüber der Bohrungswand flüssigkeitsdicht abgedichtet.The damping piston 19 is arranged in the working space 22 and divides it into two damping chambers 26 and 27 . These two damping chambers 26 , 27 are connected to one another via an annular throttle gap 28 remaining between the outer circumference of the damping piston 19 and the inner wall of the damping cylinder 18 . The damping piston 19 is attached to the end of a piston rod 29 which is guided through a bore 31 in the end wall 30 of the damping cylinder 18 and carries the ball holder 15 at the end. The piston rods 29 are axially displaceably guided in the bore 31 and sealed in a liquid-tight manner with respect to the bore wall.

Zur Erfassung von axialen Schwingungen des Kreissägeblatts 10 ist an oder nahe dessen einer Stirnseite ein Schwingungssensor 32 befestigt, und zwar im gleichen Radialabstand von der Antriebswelle 11 wie die Kugeln 14 im Kugelhalter 15. Der Schwingungssensor 32, der ein resistiv, kapazitiv, optoelektrisch oder magnetisch arbeitender Wegaufnehmer sein kann, gibt an seinem Ausgang ein elektrisches Signal ab, dessen Größe proportional der Amplitude der Axialschwingungen des Sägeblatts 10 ist. Dieses elektrisches Signal wird über eine elektrische Verbindungsleitung 33 einem Spannungsgeber 34 zugeführt, dessen eine Ausgangsklemme 36 an dem Dämpfungszylinder 18 und dessen andere Ausgangsklemme 37 an einer in die elektroviskose Dämpfungsflüssigkeit 17 hineinragenden Elektrode 35 angeschlossen ist. Der Spannungsgeber 34 erzeugt zwischen seinen Ausgangsklemmen 36,37 ein Hochspannungsfeld, dessen Größe proportional dem Ausgangssignal des Schwingungssensors 32 ist.In order to detect axial vibrations of the circular saw blade 10 , a vibration sensor 32 is attached to or near one end face, namely at the same radial distance from the drive shaft 11 as the balls 14 in the ball holder 15 . The vibration sensor 32 , which can be a resistive, capacitive, optoelectrically or magnetically working displacement sensor, emits an electrical signal at its output, the size of which is proportional to the amplitude of the axial vibrations of the saw blade 10 . This electrical signal is fed via an electrical connecting line 33 to a voltage transmitter 34 , the one output terminal 36 of which is connected to the damping cylinder 18 and the other output terminal 37 of which is connected to an electrode 35 projecting into the electroviscous damping fluid 17 . The voltage transmitter 34 generates a high-voltage field between its output terminals 36, 37 , the size of which is proportional to the output signal of the vibration sensor 32 .

Durch die Dämpfungsvorrichtung 16 werden die Axialschwingungen des Sägeblatts 10 gedämpft. Entsprechend der Schwingungsamplitude wird von dem Kugelhalter 15 über die Kolbenstange 29 der Dämpfungskolben 19 verschoben. Dabei wird die elektroviskose Dämpfungsflüssigkeit 17 durch den Drosselspalt 28 gedrückt, wobei der Flüssigkeitsdurchsatz und somit die Dämpfungskraft von der Viskosität der Dämpfungsflüssigkeit 17 abhängt. Der Schwingungssensor 32 mißt die Amplitude der Axialschwingungen des Sägeblatts 10 und gibt ein entsprechendes Ausgangssignal an den Spannungsgeber 34. Je höher die Schwingungsamplitude ist, desto größer ist das Ausgangssignal des Schwingungssensors 32 und desto höher stellt der Spannungsgeber 34 die Spannung an seinen Ausgangsklemmen 36, 37 ein. Mit wachsender Spannung nimmt die Viskosität der Dämpfungsflüssigkeit 17 zu. Eine höhere Viskosität bedeutet eine höhere Schwingungsdämpfung, da eine größere Kraft benötigt wird, um den Dämpfungskolben 19 im Arbeitsraum 22 zu bewegen. Damit werden große Axialschwingungen des Sägeblatts 10 stark und kleinere Axialschwingungen des Sägeblatts 10 nur geringfügig bedämpft. Bei kleiner Dämpfung ist die Reibung zwischen den Kugeln 14 und dem Sägeblatt 10 gering, bei großer Dämpfung stark. Da der Dämpfungsgrad oder das Dämpfungsmaß der Dämpfungsvorrichtung 16 immer dem momentanen Schwingungsverhalten des Sägeblatts 10 angepaßt wird, wird die Reibung in jedem Betriebszustand des Sägeblatts 10 kleinstmöglich gehalten.The axial vibrations of the saw blade 10 are damped by the damping device 16 . The damping piston 19 is displaced from the ball holder 15 via the piston rod 29 in accordance with the vibration amplitude. The electroviscous damping fluid 17 is pressed through the throttle gap 28 , the fluid throughput and thus the damping force being dependent on the viscosity of the damping fluid 17 . The vibration sensor 32 measures the amplitude of the axial vibrations of the saw blade 10 and outputs a corresponding output signal to the voltage generator 34 . The higher the vibration amplitude, the greater the output signal of the vibration sensor 32 and the higher the voltage transmitter 34 sets the voltage at its output terminals 36 , 37 . The viscosity of the damping fluid 17 increases with increasing voltage. A higher viscosity means a higher vibration damping, since a greater force is required to move the damping piston 19 in the working space 22 . Large axial vibrations of the saw blade 10 are thus strongly damped and smaller axial vibrations of the saw blade 10 are only slightly damped. With low damping, the friction between balls 14 and saw blade 10 is low, with high damping strong. Since the degree of damping or the degree of damping of the damping device 16 is always adapted to the instantaneous vibration behavior of the saw blade 10 , the friction is kept as small as possible in every operating state of the saw blade 10 .

Beim Verschieben des Dämpfungskolbens 19 taucht die Kolbenstange 29 mehr oder weniger weit in den Arbeitsraum 22 ein und verändert dadurch das Volumen des Arbeitsraums 22. In gleicher Weise bewirkt auch eine Wärmeausdehnung der elektroviskosen Dämpfungsflüssigkeit 17 eine Volumenänderung im Arbeitsraum 22. Diese Volumenänderung wird durch den Ausgleichskolben 20 kompensiert, der dadurch mehr oder weniger gegen den Druck der Schraubendruckfeder 38 verschoben wird.When the damping piston 19 is displaced, the piston rod 29 plunges more or less far into the working space 22 and thereby changes the volume of the working space 22 . In the same way, thermal expansion of the electroviscous damping liquid 17 also causes a volume change in the working space 22 . This change in volume is compensated for by the compensating piston 20 , which is thereby displaced more or less against the pressure of the helical compression spring 38 .

Claims

1. Hand circular saw machine with a on a drive shaft (11) rotating symmetrically clamped circular saw blade (10) and having a saw blade guide (12) which engages with guide elements (13) in the radial distance from the drive shaft (11) on both sides of the saw blade (10), characterized characterized in that the guide elements ( 13 ) bear on both end faces of the saw blade ( 10 ) with low friction and are held on a damping device ( 16 ) which is effective in the axial direction of the saw blade ( 10 ) and whose damping dimension is set as a function of the amplitude of the axial vibrations of the saw blade ( 10 ) becomes.

2. Machine according to claim 1, characterized in that the damping device has an electroviscous (rheo-electric) damping fluid, the viscosity of which is electrically changed as a function of the axial vibration amplitude of the saw blade ( 10 ).

3. Machine according to claim 2, characterized in that the electroviscous damping fluid ( 17 ) is exposed to an electrical voltage field, the voltage of which is controlled by a vibration sensor ( 32 ) detecting the axial vibrations of the saw blade ( 10 ).

4. Machine according to claim 3, characterized in that the vibration sensor ( 32 ) is a resistive, capacitive, optoelectrically or magnetically working displacement sensor.

5. Machine according to claim 3 or 4, characterized in that the vibration sensor ( 32 ) is arranged diametrically to the guide elements ( 13 ) at approximately the same radial distance from the drive shaft ( 11 ) as this.

6. Machine according to one of claims 2-5, characterized in that the damping device ( 16 ) has a damping cylinder ( 18 ) filled with the electroviscous damping liquid ( 17 ) and a damping piston ( 19 ) which is displaceable therein and which holds the damping cylinder ( 18 ) in two damping chambers ( 26 , 27 ) connected to one another by at least one throttle gap ( 28 ) and firmly connected to a holder ( 15 ) receiving the guide elements ( 13 ) with little friction.

7. Machine according to claim 6, characterized in that the damping piston ( 19 ) with a piston rod ( 29 ) is rigidly connected, which is guided through the one damping chamber ( 26 ) liquid-tight to the outside and the end of the holder ( 15 ) with the guide elements ( 13 ) carries.

8. Machine according to claim 7, characterized in that in the damping cylinder ( 18 ) an axially displaceable, liquid-tight relative to the cylinder wall compensating piston ( 20 ) is arranged, which limits the other damping chamber ( 27 ) with one piston side and is resilient with its other piston side supported on the damping cylinder ( 18 ).

9. Machine according to one of claims 1-8, characterized in that the guide elements ( 13 ) are designed as balls ( 14 ) which are received in a ball holder ( 15 ) and roll on the two end faces of the saw blade ( 10 ).