EP0335837A2 - Scie à chantourner à lame orientable - Google Patents

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EP0335837A2
EP0335837A2 EP89810228A EP89810228A EP0335837A2 EP 0335837 A2 EP0335837 A2 EP 0335837A2 EP 89810228 A EP89810228 A EP 89810228A EP 89810228 A EP89810228 A EP 89810228A EP 0335837 A2 EP0335837 A2 EP 0335837A2
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EP
European Patent Office
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blade
handle
frame
tenons
scroll saw
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EP89810228A
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EP0335837A3 (fr
Inventor
Pierre Oberson
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PIOTEC AG
Original Assignee
PIOTEC AG
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Publication date
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27B—SAWS FOR WOOD OR SIMILAR MATERIAL; COMPONENTS OR ACCESSORIES THEREFOR
    • B27B19/00—Other reciprocating saws with power drive; Fret-saws
    • B27B19/10—Fret-saws, i.e. with bilaterally chucked saw blade in a manually-guided bow
    • B27B19/14—Fret-saws, i.e. with bilaterally chucked saw blade in a manually-guided bow with hand drive

Definitions

  • a scroll saw consists of a blade stretched between the two branches of a "U" frame - in stationary machines, the lower arm is embedded in the work table - and, for hand tools, a handle which is used to hold, operate and direct this saw.
  • the blade is fixed on the frame, which limits the possibilities of cutting the tool. Indeed, to saw along a curve, one can either orient the saw, or gradually turn the piece to be cut. If it is large, it is quickly stopped in both cases by the collision of the saw frame against the edge of this part, especially if the saw cut moves away from its edges. Under these conditions, cutting along a closed curve is practically impossible.
  • German patent 26 37 145 in Berne: B 23 D 49/12 which offers a saw whose rear part of the frame is foldable laterally which widens the range of cutting directions, but reduces the possible distance of the saw cut from the edges of the workpiece.
  • One of the embodiments of this patent makes it possible to fix the blade so that only its direction of attack has a certain angle with that of the frame, but this angle remains constant during the work of the saw. So the directional advantage you get on one side is as much lost on the opposite side. It is therefore always impossible, with this tool, to cut out a circle or a spiral at the same time. In addition, the saw must be prepared before cutting.
  • the present invention provides a scroll saw whose blade can pivot on its longitudinal axis; this blade can therefore be oriented, which is done either by the handle or by means of a wheel, and this during cutting work.
  • This property therefore makes it possible to follow any saw cut line independently of the frame orientation, without reducing the maximum possible distance of the cutting line from the edges of the part.
  • it is not necessary to rotate the plate that is sawed it is possible to cut circles and spirals, or even letters, from a plate fixed to a work table or which is an integral part of a fixed installation.
  • Claim 1 requires the blade of this saw to be able to pivot with its tenons so that it can be oriented.
  • the tenons are then provided with rotation shafts which are mounted coaxially with the blade in perforations in the frame which serve as their bearing.
  • the rotational movements of the posts must be synchronized; this is why the saw has a synchronization device which, in order not to counteract its movements from top to bottom of the cutting work, has its localized elements - according to claim 2 - along the frame.
  • One of these devices consists of three conical gear shafts which connect the toothed wheels fixed coaxially to the blade tenons so that the rotation of one of the tenons causes the opposite tenon to have an identical rotation.
  • Another device consists of an endless belt with crossed strands which connects, following on rollers the contours of the frame, the two pulleys fixed in place of the toothed pin wheels of the previous device. Finally, the two studs can be made interdependent and their movements synchronized by a teleflex cable.
  • a simple embodiment of this saw consists in fixing the handle to one of the post-holder shafts, therefore coaxially with the blade.
  • the frame can rotate freely on this shaft around the common handle-blade axis as it appears in Figure 8.
  • the rotation of the handle is then transmitted to the opposite post by the synchronization device.
  • the saw will only work properly if there is no play in this synchronization device. This presupposes precise manufacturing, otherwise the blade will twist.
  • Claim 6 presents separate blade and frame control devices.
  • the shaft attached to the frame which plunges into the handle is attached to it as in any conventional hand framer.
  • the handle therefore controls the orientation of the frame.
  • the conduct of the blade is then entrusted to a wheel.
  • This will advantageously be mounted a little in front of the handle, for example under the blade and coaxially with the latter. It can thus be actuated by the thumb - or thumb and index finger - of the hand which encloses the handle. It can also be mounted on the handle itself, on its front part, its axis being horizontal, which allows it to be actuated by an up and down movement of the operator's thumb.
  • a position of the handle set back from the axis of the blade is favorable: it improves the balance of the tool and frees up space for the wheel.
  • a scroll saw indeed tires the hand which uses it by the torque generated at the root of the handle by the weight of the frame.
  • Another improvement to this drawback consists in providing the saw with a support placed behind the handle. Thus the saw can rest by this support on the operator's hand between the roots of the thumb and forefinger. This is the subject of claim 12.
  • the following description refers to the figures and deals with the embodiment with belt synchronization device. This passes around the upper pulley 4 - Figure 1 -, then in the tensor 9.
  • the two strands run along the upper arm 10 of the frame pass over two vertical idler pulleys 31 and 32 mounted at the upper corner of the frame, descend along the vertical segment thereof while crossing, then head towards the two other idler pulleys 33 and 34 mounted at the lower angle, continue towards the two rollers 30 for adjusting the spacing of the strands and finally join the pulley 27 of the tenon lower 28 of the blade, which is integral with the handle 22 of the saw.
  • a rotation of the handle 22 generates an identical rotation of the upper blade tenon 6 which makes the blade pivot by the same angle.
  • the tensor 9 which consists of two rollers 12 and 13 with vertical shafts mounted at a short distance from one of the 'other on a piece sliding along the upper arm 10 of the saw and whose functions are: bring the two strands of belt and tighten it by increasing the path it must travel by its approximation of the pulley.
  • the handle has two functions: driving the saw cut and carrying the tool, thus supporting the torque generated at the root of the handle by the weight of the frame. This is the reason for the device in Figure 8.
  • the lower arm 20 of the frame the shape of which in section C ⁇ -C ′′′ (not drawn) is similar to CC ′ in FIG. 5 is extended inside the handle 22 by the pipe 21 on which the plain bearings are fixed. 26 and 24.
  • the bearing 26 is supported, being able to freely rotate the handle 22.
  • the shaft 23 which is integral with the handle 22 on the one hand - here by a screw pitch - and the blade tenon 28 on the other hand.
  • This shaft can rotate freely in the bearing 25 integral with the lower saw arm 20. It can be seen that if the handle is held vertically, the frame of the saw cannot tilt, but can rotate freely around the vertical axis of the blade.
  • the wheel 27 is driven by the lug 28 which plays the role of key in the opening 31 of FIG. 9.
  • the saw exposed here being of a completely conventional general shape, composed of a "U" frame between the ends mites of the branches of which a toothed blade is stretched, the whole being carried by a handle mounted on the frame in the extension of the blade, no overall view was considered necessary.
  • Figure 1 shows the upper end of the frame which carries the blade tenon 6 fixed to the shaft 1 which pivots in the bearing 5 driven as it is by the pulley 4, the whole being held in place by the nut 2 .
  • Sections A, B, C, D and L are found in Figures 3, 6, 5, 4 and 7 respectively.
  • FIG. 1 also shows the sliding belt tensioner 9 with its fixing screw 11.
  • Figure 2 gives a side view of this tensor with its two rollers.
  • Figures 8 to 11 show, as already studied, the lower end of the saw arm and the swivel handle.
  • Figures 12 and 13 show the rear part of the frame respectively in elevation and rear view. We see the idler pulleys 31,32,33,34 as well as the two strands of belt and their crossing.
  • Figures 15, 16 and 17 show an embodiment of this saw where the tenon synchronization member is a teleflex cable 36.
  • the control member which is a wheel 37; a rotation of the latter is transmitted to the midpoint of the teleflex 35 by means of the teleflex 36 and the gear 38.
  • the support 39 is also found set back from the handle.

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Abstract

La lame (8) de cette scie, mobile autour de son axe longitudinal, peut être orientée durant la coupe par la poignée (22) ou par une molette (37). Si la conduite se fait par molette (37), la poignée conduit alors le cadre. Si la poignée (22) conduit la lame, le cadre est li­bre de son orientation.
Afin d'éviter une torsion de la lame (8), les tenons (6, 28) de celle-ci doivent être synchronisés par un organe qui longe le cadre et qui consiste soit en un dispositif à courroie, soit à tiges et engrenages, soit encore à câbles teleflex (36).
Pour rendre le jeu des organes inopérants vis-à-vis de la tor­sion, les mouvements de l'organe de commande sont transmis tout d'abord au centre du dispositif de synchronisation des tenons qui les retransmet symétriquement à ceux-ci.

Description

  • Une scie à chantourner se compose d'une lame tendue entre les deux branches d'un cadre en " U" - dans les machines à poste fixe, le bras inférieur est noyé dans la table de travail - et, pour les outils à main, d'une poignée qui sert à tenir, actionner et diriger cette scie. La lame est fixe sur le cadre ce qui restreint les possibilités de coupe de l'outil.
    En effet, pour scier suivant une courbe, onpeut soit orienter la scie, soit tourner progressivement la pièce a découper. Si celle-ci est grande on est rapidement arrêté dans les deux cas par la collision du cadre de la scie contre le bord de cette piècesurtout si le trait de scie s'éloigne de ses bords. Dans ces conditions le découpage suivant une courbe fermée est pratiquement impossible.
  • On trouve sur le marché, il est vrai, des lames cylindriques qui taillent dans toutes les directions, mais leur trait de scie est toujours très large et imprécis. Elles sont inutili­sables pour découper dans un plaque deux pièces qui devront par la suite rester en contact précis comme les morceaux d'un puzzle par exemple.
  • On connait aussi le brevet allemand 26 37 145 (à Berne : B 23 D 49/12) qui offre une scie dont la partiepostérieure du cadre est rabattable latéralement ce qui élargit l'éventail des directions de coupe, mais réduit d'autant l'éloignement possible du trait de scie des bords de la pièce.
    Une des réalisations de ce brevet permet de fixer la lame de façon que seule sa direction d'attaque présente un certain an­gle avec celle du cadre, mais cet angle reste constant durant le travail de la scie. Ainsi l'avantage directionnel qu'on obtient sur l'un des côtés est autant de perdu sur le côté opposé.
    Il est donc toujours impossible, avec cet outil, de découper un cercle ou une spirale d'un seul trait de scie.
    De plus il faut préparer la scie avant le découpage.
  • Pour remédier à ces inconvénients, la présente invention pro­pose une scie à chantourner dont la lame peut pivoter sur son axe longitudinal; cette lame peut dont être orientée, ce qui se fait soit par la poignée soit par le truchement d'une mo­lette, et ceci durant le travail de coupe.
    Cette propriété permet donc de suivre un trait de scie de di­rection quelconque indépendamment de l'orientation de cadre, sans pour autant réduire l'éloignement maximum possible du trait de coupe des bords de la pièce.
    Comme il n'est pas nécessaire de faire pivoter la plaque que l'on scie, on peut découper des cercles et des spirales, voi­re des lettres dans une plaque fixée à une table de travail ou qui est partie intégrante d'une installation fixe.
  • La revendication 1 impose à la lame de cette scie de pouvoir pivoter avec ses tenons de façon à pouvoir être orientée. Les tenons sont alors munis d'arbres de rotation qui sont montés coaxialement à la lame dans des perforations du cadre qui leur servent de palier.
    Les mouvements de rotation des tenons doivent être synchroni­sés; c'est pouquoi la scie présente un dispositif de synchro­nisation qui, pour ne pas contre-carrer ses mouvements de haut en bas du travail de coupe a ses éléments localisés - selon la revendication 2 - le long du cadre. L'un de ces dispositifs consiste en trois arbres à engranages côniques qui relient les roues dentées fixées coaxialement aux tenons de lame de façon telle que la rotation de l'un des tenons entraîne le te­non opposé en une rotation identique.
    Un autre dispositif consiste en une courroie sans fin à brins croisés qui relie, en suivant sur des galets les contours du cadre les deux poulies fixées en lieu et place des roues den­tées de tenons du dispositif précédent.
    Enfin, les deux tenons peuvent être rendus interdépendants et leurs mouvements synchronisés par un câble téléflex.
  • Une réalisation simple de cette scie consiste à fixer la poi­gnée à l'un des arbres porte-tenon, donc coaxialement à la la­me. Dans ce cas le cadre peut tourner librement sur cet arbre autour de l'axe commun poignée-lame comme il apparaît sur la figure 8.
    La rotation de la poignée est alors transmise au tenon opposé par le dispositif de synchronisation.
    La scie ne fonctionnera convenablement que si le jeu dans ce dispositif de synchronisation est nul. Cela suppose une fabri­cation précise sans quoi apparaîtra une torsion de la lame.
  • La solution idéale consiste à rendre le jeu inopérant vis-à-vis de la torsion : c'est l'objet des revendications 3 et 4.
    Elle consiste à transmettre la rotation de la poignée non pas directement à l'un des tenons de lame mais bien - par un organe supplémentaire - au point central du dispositif de synchronisa­tion, lequel de par sa construction symétrique, "redistribue" cette rotation symétriquement - donc également - aux deux te­nons.
  • Lerésultat en est que, dans ce dispositif le jeu, même impor­tant ne peut produire qu'un décalage entre l'angle de rotation de la poignée et la rotation des tenons de lame, mais ne peut produireun déphasage des tenons, c'est-à-dire une torsion de la lame.
  • Dans le cas de la scie où les tenons sont synchronisés par un câble téléflex, par exemple, la rotation de la poignée est transmise au point médian de celui-ci donc à l'arrière du cadre ce qui se fait par un deuxième téléflex. Figures 15, 16 et 17. Dans le cas d'une scie à cadre rectangulaire et 3 arbres à en­grenages côniques, la rotation de la poignée sera transmise à l'axe postérieur opposé à la lame sur une prolongation de ce­lui-ci côté poignée au moyen d'une transmission courroie-pou­lies ou d'un arbre à engrenages côniques.
  • La revendication 6 présente des dispositifs de commande de la lame et du cadre séparés. L'arbre solidaire du cadre qui plon­ge dans la poignée y est fixé comme dans toute chantourneuse à main conventionnelle. La poignée commande donc l'orientation du cadre.
    La conduite de la lame est alors confiée à une molette. Celle-­ci sera avantageusement montée un peu en avant de la poignée, par exemple sous la lame et coaxialement à celle-ci. Elle pourra ainsi être actionnée par le pouce - ou pouce et index - de la main qui enserre la poignée. Elle peut également être montée sur la poignée elle-même, sur sa partie frontale, son axe étant horizontal, ce qui lui permet d'être actionnée par un mouvement de haut en bas du pouce de l'opérateur.
  • Dans cette disposition d'une commande de la lame par une mo­lette, une position de la poignée en retrait de l'axe de la lame est favorable : elle améliore l'équillibre de l'outil et libère de la place pour la molette.
  • Une scie à chantourner fatigue en effet la main qui l'utilise par le couple engendré à la racine de la poignée par le poids du cadre. Une autre amélioration à cet inconvénient consiste à munir la scie d'un support placé derrière la poignée. Ainsi la scie peut reposer par ce support sur la main de l'opérateur entre les racines du pouce et de l'index.
    C'est l'objet de la revendication 12.
    L'exposé qui suit se réferre aux figures et traite du mode d'ex­écution avec dispositif de synchronisation à courroie.
    Celle-ci passe autour de la poulie supérieure 4 - figure 1 -, puis dans le tenseur 9. Les deux brins longent le bras supérieur 10 du cadre, passent sur deux poulies folles verticales 31 et 32 montées à l'angle supérieur du cadre, descendent le long du seg­ment vertical de celui-ci tout en se croisant, puis se dirigent vers les deux autres poulies folles 33 et 34 montées à l'angle inférieur, continuent vers les deux galets 30 de réglage d'écar­tement des brins et joignent finalement la poulie 27 du tenon inférieur 28 de la lame, lequel est solidaire de la poignée 22 de la scie.
    Ainsi, une rotation de la poignée 22 engendre une rotation iden­tique du tenon de lame supérieur 6 ce qui fait pivoter la lame d'un même angle.
    Lors de la fixation de la lame, il faut aligner les tenons et veiller à la tension correcte de la courroie.Ceci se fait par le tenseur 9 qui consiste en deux galets 12 et 13 à arbres verti­caux montés à faible distance l'un de l'autre sur une pièce cou­lissant le long du bras supérieur 10 de la scie et dont les fonctions sont : rapprocher les deux brins de courroie et tendre celle-ci en augmentant le chemin qu'elle doit parcourir par son rapprochement de la poulie.
    La poignée a deux fonctions : conduire le trait de scie et por­ter l'outil donc soutenir le couple engendré à la racine de la poignée par le poids du cadre.
    C'est la raison d'être du dispositif de la figure 8.
    Le bras inférieur 20 du cadre dont la forme en coupe C˝-C‴ (non dessinée) est similaire à C-C′ de la figure 5 se prolon­ge à l'intérieur de la poignée 22 par la tubulure 21 sur la­quelle sont fixés les paliers lisses 26 et 24.
    Sur le palier 26 s'appuie, en pouvant tourner librement la poignée 22.
    Dans le palier 24 pivote l'arbre 23 qui est solidaire de la poignée 22 d'une part - ici par un pas de vis - et du tenon de lame 28 d'autre part.
    Cet arbre peut tourner librement dans le palier 25 solidaire du bras de scie inférieur 20.
    On voit que si la poignée est maintenue verticalement, le cadre de la scie ne peut s'incliner, mais peut tourner libre­ment autour de l'axe vertical de la lame.
    La roue 27 est entraînée par le tenon 28 qui joue le rôle de clavette dans l'ouverture 31 de la figure 9.
  • La scie exposée ici étant de forme générale tout à fait con­ventionnelle, composée d'un cadre en " U " entre les extré­ mités des branches duquel est tendue une lame dentée, le tout étant porté par une poignée montée sur le cadre dans le pro­longement de la lame, aucune vue d'ensemble n'a été jugée né­cessaire.
  • La figure 1 représente l'extrémité supérieure du cadre qui por­te le tenon de lame 6 fixé à l'arbre 1 qui pivote dans le pa­lier 5 entraîné qu'il est par la poulie 4, le tout étant main­tenu en place par l'écrou 2.
  • Les coupes A, B, C, D et L se trouvent respectivement aux figu­res 3, 6, 5, 4 et 7.
  • La figure 1 reproduit également le tenseur de courroie coulis­sant 9 avec sa vis de fixation 11.
  • La figure 2 donne une vue latérale de ce tenseur avec ses deux galets.
  • Les figures de 8 à 11 représentent comme déjà étudiés l'extré­mité inférieure du bras de scie et la poignée pivotante.
  • Les figures 12 et 13 montrent la partie postérieure du cadre respectivement en élévation et vuede l'arrière. On y voit les poulies folles 31,32,33,34 ainsi que les deux brins de courroie et leur croisement.
  • Les figures 15, 16 et 17, montrent une réalisation de cette scie où l'organe de synchronisation des tenons est un câble téléflex 36. On y trouve l'organe de commande qui est une mo­lette 37; une rotation de celle-ci est transmise au point mé­dian du téléflex 35 au moyen du téléflex 36 et de l'engrenage 38. On trouve également le support 39 en retrait de la poignée.

Claims (12)

1.- Scie à chantourner caractérisée en ce que sa lame peut pi­voter sans torsion avec ses deux tenons sur son axe longi­tudinal, de façon telle que sa direction d'attaque, donc celle du trait de scie, peut être orientée durant le tra­vail de la scie indépendamment de l'orientation du cadre.
2.- Scie à chantourner selon revendication 1 caractérisée en ce que les mouvements de rotation des tenons de lame sont ren­dus interdépendants et synchronisés par un dispositif dont les organes sont disposés le long du cadre de la scie.
3.- Scie à chantourner selon revendication 1 et 2 caractérisée en ce que son dispositif de synchronisation des tenons de lome possède un point ou un élément médian tel qu'il divise ce dispositif de synchronisation en deux parties symétriques.
4.- Scie à chantourner selon revendications 1, 2, 3 caractéri­sée en ce que les mouvements de rotation engendrés par l'or­gane de conduite de la lame sont transmis au dispositif de synchronisation des tenons en son point ou à san élément mé­dian, par un organe de transmission autre que lui-même, de façon telle que la transmission subséquente de cette rota­tion depuis ce point ou cet élément aux deux tenons de lame se fait symétriquement.
5.- Scie à chantourner selon revendications 1, 2, 3 et 4, carac­térisée en ce que l'orientation de la lame est commandée par une rotation de la poignée sur son axe longitudinal.
6.- Scie à chantourner selon revendications 1, 2, 3 et 4, carac­térisée en ce que l'orientation de la lame est commandée par la rotation d'une molette montée près de la poignée ou sur celle-ci de façon telle que cette molette peut être action­née par les doigts de la main qui tient la poignée, et en ce que cette poignée est fixe sur le cadre.
7.- Scie à chantourner selon revendications de 1 à 6, caracté­risée en ce que le dispositif de synchronisation des tenons de lame est constitué de trois arbres de transmission munis de roues dentées côniques qui relient entre elles deux roues dentées solidaires chacune de l'un des tenons.
8.- Scie à chantourner selon revendications de 1 à 6, caracté­riséeen ce que le dispositif de synchronisation des tenons de lame est constitué d'un câble téléflex qui, en pivotant dans sa gaîne, relie les deux tenons par des engrenages côniques ou à vis sans fin.
9.- Scie à chantourner selon revendications de 1 à 6, caractéri­sée en ce que son dispositif de synchronisation est consti­tué de deux poulies coaxiales avec la lame, solidaires cha­cune de l'un des tenons, et reliées entre elles par une courroie sans fin à brins croisée qui s'appuie sur des ga­lets de conduite montés sur le cadre le long du parcours de cette courroie.
10.- Scie à chantourner selon revendications de 1 à 6 et 9, ca­ractérisée en ce qu'elle est munie d'un tenseur de courroie consistant en une pièce coulissante le long de l'un des bras du cadre laquelle porte deux galets sur des arbres de rota­tion parallèles à la lame qui rapprochent l'un de l'autre les deux brinsde courroie de manière telle qu'un déplace­ment de cette pièce coulissante vers la poulie allonge le parcours de la courroie.
11.- Scie à chantourner selon revendications de 1 à 10, caracté­risée en ce que la poignée est fixée au cadre en retrait de la lame de façon telle que les axes de la poignée et de la lame sont parallèles.
12.- Scie à chantourner selon revendications de 1 à 11, caracté­risée en ce qu'elle est munie d'un support localisé à la ra­cine de la poignée, lequel se prolonge le long du cadre en direction d'éloignement de la lame de façon telle que la scie peut reposer par ce support sur la main qui enserre la poignée durant le travail de la scie.
EP19890810228 1988-03-30 1989-03-22 Scie à chantourner à lame orientable Withdrawn EP0335837A3 (fr)

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EP0335837A3 (fr) 1991-01-16

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