SE529430C2

SE529430C2 - Handheld power tool e.g. saw, has eccenter assemblies fixed to rotary drive shaft and translating rotary movement of shaft into reciprocating linear movement of tool holder and counterweight, respectively

Info

Publication number: SE529430C2
Application number: SE0502838A
Authority: SE
Inventors: Erik Rondahl
Original assignee: Dentatus Ab
Priority date: 2005-12-20
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2007-08-07
Also published as: SE529430C8; CN101331007A; SE0502838L; ATE543614T1

Abstract

The tool has an eccenter assembly fixed to a rotary drive shaft (8) and translating rotary movement of the shaft into reciprocating linear movement of a tool holder (9). Another eccenter assembly translates movement of the shaft into reciprocating linear movement of a counterweight (6) diametrically opposite to and in phase with the movement of the holder. Each of the assemblies has a circular part (1a, 1a`) eccentric to the shaft, and a member (2) adjustable and lockable relative to the part. The member has an off-center crank pin imparting reciprocating linear movement as the shaft rotates.

Description

15 20 25 30 529 430 2 Förutom användning av anti-vibrations handskar, begränsningar av antalet timmar av exponering för vibrationer och användandet av skarpare verktyg, har striktare be- stämmelser blivit ålagda för vibrationsnivåer genererade av handhållna motordrivna verktyg, mätt i frekvensviktad acceleration (m/sz). Standarden framtagen av Ameri- kanska Konferensen av Regerings Industriella Hygienister (ACGIH) föreskriver ett maximum på 4 m/sz för 8 timmars användning. Det europeiska direktivet 2002/44/EC tillåter en övre absolut gräns på 5 m/sz för en 8 timmars period. 15 20 25 30 529 430 2 In addition to the use of anti-vibration gloves, restrictions on the number of hours of exposure to vibrations and the use of sharper tools, stricter regulations have been imposed on vibration levels generated by hand-held power tools, measured in frequency-weighted acceleration (m / sz). The standard developed by the American Conference of Government Industrial Hygienists (ACGIH) prescribes a maximum of 4 m / sz for 8 hours of use. European Directive 2002/44 / EC allows an upper limit of 5 m / sz for an 8 hour period.

Industrin för handhållna motordrivna verktyg har utsatts för signifikant tryck under längre tid att utveckla verktyg som kan generera tillräcklig fram och återgående lin- jär aktiv kraft för att exempelvis såga och ﬁla utan att reaktionskrafter förs över till handen som håller verktyget.The industry for hand-held power tools has been subjected to significant pressure for a long time to develop tools that can generate sufficient reciprocating linear active force to, for example, saw and utan la without transferring reaction forces to the hand holding the tool.

Bakgrundsteknik Ett handhållet motordrivet verktyg är beskrivet i SE 134 791, vilket överför en ro- terande rörelse genererad av en elektrisk motor till en fram och återgående linjär rö- relse. Ett excenteraggregat innefattar en första element, som är säkert monterad på sagda drivaxel och har ett cirkulärt uttag excentriskt i förhållande till sagda drivaxel och ett andra element passande i sagda urtag. För linjär fram och återgående rörelse är verktygshållaren förbunden på ett konventionellt sätt via en vevstake till ett vev- stakslager på den andra cirkulära delen i en position förskjuten från centrumaxeln av den andra delen. Genom rotation av det andra cirkulära elementet inom det första elementet kan de två excentricitetema antingen adderas, vilket ger maximalt utslag, eller, genom rotation av den andra delen l80° i det första elementet, från den maxi- mala utslagspositionen, uppnås en konﬁguration där vevstakslagret är i rotationsax- eln av det första elementet och därigenom ges ett linjärt utslag som är noll. Genom att vända det andra elementet i det första elementet kan alla slaglängder upp till den maximala uppnås. När den önskade slaglängden är inställd, skruvas en ställskruv åt därmed låses det första och det andra elementet ihop. 10 15 20 25 30 1529 430 s Eftersom det första och det andra elementet är gjorda i samma material och passar ihop, oberoende av den relativa inställningen av det andra elementet, kommer en cirkulär enhet centrerad på rotationsaxeln, alltid att vara balanserad i sig själv.Background Art A hand-held motor-driven tool is described in SE 134 791, which transmits a rotating motion generated by an electric motor to a reciprocating linear motion. An eccentric assembly comprises a first element which is securely mounted on said drive shaft and has a circular socket eccentric with respect to said drive shaft and a second element fitting in said recesses. For linear reciprocating movement, the tool holder is connected in a conventional manner via a connecting rod to a connecting rod bearing on the second circular part in a position offset from the center axis of the second part. By rotating the second circular element within the first element, the two eccentricities can either be added, giving a maximum deflection, or, by rotating the second part 180 ° in the first element, from the maximum deflection position, a configuration is achieved where the connecting rod bearing is in the axis of rotation of the first element and thereby gives a linear deflection which is zero. By turning the second element in the first element, all strokes up to the maximum can be achieved. When the desired stroke length is set, a set screw is tightened, thus locking the first and the second element together. Since the first and second elements are made of the same material and fit together, regardless of the relative setting of the second element, a circular unit centered on the axis of rotation will always be balanced in itself.

Emellertid kommer inte de reaktionskrafter som produceras av den linjära fram och återgående rörelsen hos verktyget att balanseras och måste därmed absorberas av handen och armen på användaren.However, the reaction forces produced by the linear reciprocating motion of the tool will not be balanced and must therefore be absorbed by the hand and arm of the user.

Olika komplicerade mekanismer har föreslagits för att dämpa de här reaktionskraf- terna i liknande fram och återgående handhållna motordrivna verktyg som sågen be- skriven i US20050022395A1. I denna såg, överförs en roterande rörelse från en elektrisk motor till en fram och återgående rörelse hos ett sågblad via ett roterande vevhjul och en bladdrivande vevtapp excentriskt placerad på vevhjulet. I ett försök att balansera ut vibrationskrafter finns det en annan vevtapp på det roterande vev- hjulet förﬂyttandes en motvikt fram och tillbaka. Som omnämnt i beskrivningen av US20050022395A1, har motvíkten en fast vikt och stigvinkeln för den oscillerande rörelsen hos motvíkten är satt permanent på ett standardiserat uppskattat värde för ett standardmotstånd frambringat genom sågning genom standardmaterial. Det ﬁnns ingen möjlighet att justera slaglängden på sågbladet, vilket skulle kräva en justering av den fram och återgående rörelsen för motvíkten för att uppnå utsläckning av vib- rationema.Various complicated mechanisms have been proposed to attenuate these reaction forces in similar reciprocating hand-held power tools such as the saw described in US20050022395A1. In this saw, a rotating motion is transmitted from an electric motor to a reciprocating motion of a saw blade via a rotating crank wheel and a blade driving crank pin eccentrically located on the crank wheel. In an attempt to balance out vibrational forces, there is another crank pin on the rotating crank wheel for a counterweight back and forth. As mentioned in the description of US20050022395A1, the counterweight has a fixed weight and the pitch angle of the oscillating movement of the counterweight is set permanently at a standardized estimated value for a standard resistance produced by sawing by standard material. There is no possibility to adjust the stroke of the saw blade, which would require an adjustment of the reciprocating motion of the counterweight to achieve extinction of the vibrations.

Den här konstruktionen är därför pennanent inställd och gör varje slaglängdsjuster- ing eller motviktsrörelsejustering, omöjlig.This design is therefore pencil set and makes any stroke adjustment or counterweight movement adjustment, impossible.

Sammanfattning av uppfinningen Problemet som adresseras av föreliggande uppﬁnning är att konstruera ett handhål- let motordrivet verktyg av fram och återgående typ, som är robust, kompakt och en- kelt i sina mekanismer både för arbete och för vibrationskompensation, och som också medför enkel verlctygsslaglängdsjustering, utan att kompromissa med avseen- de på full utsläckning av vibrationerna. 10 15 20 25 30 529 430 4 Det här motordrivna verktyget skall vara anpassat för höghastighetsoscillation och tåla kontinuerlig användning under lång tid utan signifikant nedgång av vibrations- utsläckningen.SUMMARY OF THE INVENTION The problem addressed by the present invention is to design a hand-held motor tool of the reciprocating type, which is robust, compact and simple in its mechanisms both for work and for vibration compensation, and which also involves simple tool stroke adjustment. without compromising on full extinction of the vibrations. 10 15 20 25 30 529 430 4 This motorized tool must be adapted for high-speed oscillation and withstand continuous use for a long time without a significant reduction in vibration extinction.

Detta uppnås med ett fram och återgående handhållet motordrivet verktyg av den typ som beskrivs i inledningen genom de särdrag som visas i den kännetecknande- delen av kravet 1.This is achieved with a reciprocating hand-held power tool of the type described in the introduction by the features shown in the characterizing part of claim 1.

Enligt en annan föredragen utföringsforrn av uppﬁnningen innefattar det första och det andra excenteraggregatet identiska delar, varigenom produktions och repara- tionskostnadema reduceras.According to another preferred embodiment of the invention, the first and the second eccentric assembly comprise identical parts, whereby the production and repair costs are reduced.

Ytterligare föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning visas i de osjälv- ständiga patentkraven.Further preferred embodiments of the present invention are set out in the dependent claims.

Detaljerad beskrivning Uppfmningen kommer nu att illustreras med referens till en ickebegränsande före- dragen utföringsforrn, visad i de medföljande ﬁgurerna av vilka: Figur l visar i perspektiv ett handhållet fram och återgående motordrivet verktyg enligt uppfinningen, Figur 2 visar en sprängskiss av det motordrivna verktyget i Figur 1, Figur 3 är en sprängskiss av delar i det första excenteraggregatet, och Figur 4(a) visar ett längsgående tvärsnitt genom samma motordrivna verktyg längs centerplanet A-A i Figur 4(b), som visar en ändvy av det motordrivna verktyget.Detailed Description The invention will now be illustrated with reference to a non-limiting preferred embodiment, shown in the accompanying av gures of which: Figure 1 shows in perspective a hand-held reciprocating motor-driven tool according to the invention, Figure 2 shows an exploded view of the motor-driven tool in Figure 1, Figure 3 is an exploded view of parts of the first eccentric assembly, and Figure 4 (a) shows a longitudinal cross-section through the same motorized tool along the center plane AA in Figure 4 (b), showing an end view of the motorized tool.

Figur 1 visar det handhållna fram och återgående motordrivna verktyget enligt före- liggande uppfinning, med ett hus 21, 22 ett cylindriskt motviktsskydd 22 och även en verktygshållare 9 för att fasthâlla en ﬁl eller ett poleringsverktyg för en fram och återgående rörelse. 10 15 20 25 30 ~ 529 430 5 Verktygets vinkel kan justeras runt sin longitudinella axel med användande av ett justeringsdon 23 under pågående ﬁlning eller polering. Verktyget är kopplat till en motordriven ﬂexibel roterande axel via en koppling 24.Figure 1 shows the hand-held reciprocating motor-driven tool according to the present invention, with a housing 21, 22 a cylindrical counterweight protection 22 and also a tool holder 9 for holding a 1 or a polishing tool for a reciprocating movement. 10 15 20 25 30 ~ 529 430 5 The angle of the tool can be adjusted around its longitudinal axis using an adjusting device 23 during rolling or polishing. The tool is coupled to a motor-driven rotatable shaft via a coupling 24.

Figur 2 visar samma handhållna fram och återgående motordrivna verktyg i en sprängskiss avslöjandes en roterbar axel 8 på vilken det ﬁnns både ett första excen- teraggregat (ej uppsprängt) 10 för att överföra linjär fram och återgâende rörelse till verktygshållaren 9 och ett andra excenteraggregat 10' (uppsprängt) för att överföra linjär fram och återgående rörelse till en motvikt 6. Både det första och det andra excenteraggregatet 10, l0°, är sammansatt av identiska delar (se också ﬁgur 3 och 4):ett cirkulärt distanselement l, l' med ett centrerat hål lc, lc” genom vilket den roterande axeln 8 går igenom. Varje cirkulärt distanselement är säkert låsta, mot ro- tation, till den roterande axeln 8 genom en låsskruv 5, 5”. Varje distanselement 1, 1” är cirkulärt och centrerat om axeln 8 men har på insidan ett cirkulärt spår lb, lb' vilket är förskjutet excentriskt från den roterande axeln 8. I detta cirkulära spår pas- sar ett cylindriskt parti 2b, 2b° av ett proximalelement. Detta proximalelement har på sin andra sida ett nålrullager 4, 4” vilket är förskjutet excentriskt i relation till centrum av det cirkulära partiet 2b, 2b° av proximalelementet. En ring 7, 7' utgör den yttre ringen av nålrullagret 4, 4' och har ett fåstelement för en vevstake 12, 12” ledande antingen till verktygshållaren 9 eller till motvikten 6 för att överföra fram och återgående rörelse till denna.Figure 2 shows the same hand-held reciprocating motor-driven tool in an exploded view revealing a rotatable shaft 8 on which there is both a first eccentric assembly (not exploded) 10 for transmitting linear forward and reciprocating motion to the tool holder 9 and a second eccentric assembly 10 '. (exploded) to transmit linear reciprocating motion to a counterweight 6. Both the first and the second eccentric assembly 10, 10 °, are composed of identical parts (see also ﬁ Figures 3 and 4): a circular spacer element 1, 1 'with a centered hole lc, lc ”through which the rotating shaft 8 passes. Each circular spacer is securely locked, against rotation, to the rotating shaft 8 by a locking screw 5, 5 ”. Each spacer element 1, 1 "is circular and centered about the axis 8 but has on the inside a circular groove 1b, 1b 'which is offset eccentrically from the rotating axis 8. In this circular groove fits a cylindrical portion 2b, 2b ° of a proximal element. This proximal element has on its other side a needle roller bearing 4, 4 "which is displaced eccentrically in relation to the center of the circular portion 2b, 2b ° of the proximal element. A ring 7, 7 'constitutes the outer ring of the needle roller bearing 4, 4' and has a fastening element for a connecting rod 12, 12 "leading either to the tool holder 9 or to the counterweight 6 for transmitting reciprocating movement thereto.

De två excenteraggregaten 10, 10' är placerade upp och nedvända i relation till var- andra och samma drivaxel 8 passerar genom dem, medförande en extremt robust och enkel konstruktion. Proximalelementen (det andra) (2, 2') angränsar varandra och därigenom reduceras reaktionskraftparet genererat av dem till ett minimum. Det faktum att de två excenteraggregaten är gjorda av identiska delar gör det väldigt en- kelt att balansera dem i förhållande till varandra, tillsammans med kostnadsbespa- ringar för tillverkning och reservdelar. 10 529 430 6 Som tydligt visas i ﬁgur 4(a), kan genom uppskruvning av skruven 3 och rotation av proximalelementet i spåret i distanselementet, excentriciteterna i det cirkulära spåret 1, 1” och nållagrets ring 2a, 2a°, antingen gradvis förenas, slutligen resulterande i maximal slaglängd för vevstaken 12, 12” eller ﬂyttas ifrån varandra slutligen resul- terande i att excentriciteterna helt släcker ut varandra med resultat att slaglängden i allt väsentligt blir noll.The two eccentric units 10, 10 'are placed upside down in relation to each other and the same drive shaft 8 passes through them, resulting in an extremely robust and simple construction. The proximal elements (the second) (2, 2 ') are adjacent to each other and thereby the reaction force pair generated by them is reduced to a minimum. The fact that the two eccentric units are made of identical parts makes it very easy to balance them in relation to each other, together with cost savings for manufacturing and spare parts. As clearly shown in Figure 4 (a), by unscrewing the screw 3 and rotating the proximal member of the groove in the spacer member, the eccentricities of the circular groove 1, 1 "and the ring bearing 2a, 2a ° of the needle bearing can be either gradually joined, finally resulting in a maximum stroke of the connecting rods 12, 12 ”or ﬂ being separated from each other, finally resulting in the eccentricities completely extinguishing each other with the result that the stroke becomes essentially zero.

Den numrerade skalan 2d, 2d” på kanten av proximalelementet 2, 2' används for att bestämma den förenade excentriciteten från noll slag till ett maximum av 5 mm. Det är enkelt för användaren att ställa slaget för motvikten till exakt sarmna värde som for verktygshållarens slag. Detta kan enkelt kontrolleras genom att ta bort skydden 25.The numbered scale 2d, 2d 'on the edge of the proximal element 2, 2' is used to determine the combined eccentricity from zero stroke to a maximum of 5 mm. It is easy for the user to set the stroke of the counterweight to the exact same value as for the stroke of the tool holder. This can be easily checked by removing the guards 25.

Claims

10 15 20 25 30 i 529 430 7 PATENT CLAIMS

A hand-held power tool performing a reciprocating motion, comprising: a reciprocating tool holder (9), a rotating shaft (8), a first eccentric assembly (10 ') erat xert at said rotating shaft (8) and transmitting rotating motion of the shaft to a reciprocating movement of said tool holder (9), a counterweight (6) counteracting reaction forces generated by the tool holder, characterized by: a second eccentric assembly (10) also attached to said rotating shaft (8) and transmitting rotating movement of the shaft to a reciprocating linear movement of said counterweight (6) diametrically opposite to and in phase with the reciprocating linear movement of the tool holder (9), both said first and second eccentric assemblies (10, 10 °) comprise a first element (1, 1 ") fixedly mounted on said drive shaft (8) and having a circular element (1a, 1a °) eccentric with respect to said drive shaft (8) and a second element (2, 2 '), which is rotatable adjustment type and lockable relative to said circular elements (1, 1a) and which has an uncentrated crank pin transmitting reciprocating motion when said drive shaft rotates. . Hand-held motor-driven tool according to claim 1, characterized in that said uncentrated crank pin is a hollow bearing pin (2a, 2a °) through whose inner said drive shaft (8) passes. . Hand-held power tool according to claim 2, characterized in that said first and second eccentric assemblies (10, 10 °) comprise identical parts. . Hand-held power tool according to claim 2 or 3, characterized in that said second eccentric assembly (10) is mounted up and down relative to said first eccentric assembly (10 °) with said second element (2, 2 °) adjacent - gande each other and said first elements (1, l °) spaced ﬁ from each other. . Hand-held power tool according to claim 1, characterized in that said counterweight is mounted on a crankshaft (12 °) driven by the crank pin in said second eccentric assembly (10 ") and is replaceable to counterbalance various tools. . Hand-held power tool according to claim 2, characterized in that said hollow cylindrical bearing pin constitutes the inner ring of a needle roller bearing, the outer ring (7, 7 °) of which is connected to a crankshaft (12, 12 °) for reciprocating movement of the respective tool holder (9) or counterweight (6). . Hand-held power tool according to claim 2, characterized in that each eccentric assembly is provided with a peripheral scale (2d) indicating the exact position of the first element relative to the second element and thus the stroke of the reciprocating movement. . Hand-held power tool according to Claim 7, characterized in that the stroke length can be adjusted between 0 and 5 mm. . Hand-held power tool according to one of the preceding claims, characterized in that said power tool is a high-speed ﬁ l or polisher.