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Arbeitsgebiet
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine motorgetriebene Werkzeugmaschine
mit
- a) einem Gehäuse,
- b) einem Rotationsmotor, der im Gehäuse angeordnet ist,
- c) einer Antriebswelle, die mit dem Rotationsmotor verbunden
ist,
- d) einer Spindel, die in dem Gehäuse untergebracht und zum Tragen
eines Werkstücks
bestimmt ist,
- e) einer ersten Taumelscheibe, die an der Antriebswelle befestigt
oder mit dieser derart gekoppelt ist, dass sie die Spindel wenigstens
annähernd
linear auf einem linearen Weg entlang einer vorgegebenen Achse hin-
und herbewegt,
- f) einem Gegengewicht, das im Gehäuse untergebracht ist und eine
Hin- und Herbewegung bezüglich
des Gehäuses
ausführen
kann, und
- g) einer zweiten Taumelscheibe, die an der Antriebswelle befestigt
oder mit dieser derart gekoppelt ist, dass sie das Gegengewicht
bewegt.
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Sie
bezieht sich also auf eine Werkzeugmaschine mit Tumeleinrichtung.
Insbesondere kann sie als Sägemaschine
mit Hin- und Herbewegung des Sägeblatts,
z. B. in Form einer Gatter- oder
Stichsäge,
ausgebildet sein.
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Bekannte
Sägen mit
Hin- und Herbewegung des Sägeblatts
und mit Tumeleinrichtung besitzen eine Führungsbuchse, eine Spindel,
die in der Führungsbuchse
untergebracht ist, eine erste als Taumelscheibe bekannte Wackeleinrichtung
zum Antrieb der Spindel, ein Gegengewicht, das auf der Führungsbuchse
geführt
wird, und eine zweite Taumelscheibe, die das Gegengewicht antreibt.
Die
US 5,025,562 beschreibt
eine solche Säge
mit Hin- und Herbewegung und mit Tumeleinrichtung. Hier ist das Gegengewicht
auf der Führungsbuchse
angeordnet, und die Spindel ist innerhalb der Führungsbuchse untergebracht.
Demzufolge ist der Bewegungsweg des Gegengewichts parallel zu oder
identisch mit dem Bewegungsweg der Spindel. Bei einer solchen Säge der konventionellen
Bauart gibt es eine große
Zahl von Flächen,
die aneinander angepasst sein müssen,
und von Reibungsflächen.
Die angepassten Oberflächen
benötigen
bei der Herstellung Präzisionsarbeit,
und es besteht die Notwendigkeit, die Einzelteile sehr genau zusammenzusetzen,
woraus hohe Herstellungskosten resultieren. Und große Reibungsflächen bedeuten
die Erzeugung von Wärme, was
natürlich
nach Möglichkeit
vermieden werden soll.
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Aufgabe der
Erfindung
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine motorgetriebene Werkzeugmaschine
der eingangs genannten Art anzugeben, die wirkungsvoll arbeitet,
aber die gegenüber
dem Stand der Technik weniger Reibungsflächen ausweist.
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Erfindungsgemäß ist zur
Lösung
dieser Aufgabe die motorgetriebene Werkzeugmaschine gekennzeichnet
durch
- h) eine Schwenkachse, die in einer Ebene
senkrecht zur vorgegebenen Achse angeordnet und die bezüglich des
Gehäuses
fixiert ist, so dass das Gegengewicht bezüglich des Gehäuses um die
Schwenkachse schwenkbar ist und dabei die besagte Hin- und Herbewegung
als eine Drehbewegung durchführt.
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Mit
Vorteil macht die vorliegende Erfindung von einem Gegengewicht (Ausgleichsgewicht)
Gebrauch, welches dreh- und schwenkbar am Gehäuse derart befestigt ist, dass
es praktisch keine Reibung, bedingt durch einen großen Hub
und eine große
Reibungsfläche,
gibt. Falls eine Führungsbuchse
zum Führen
der Spindel angewendet wird, dann behindert das Gegengewicht keineswegs
die Führungsbuchse während ihrer
Bewegung in Richtung auf das vordere Ende und zurück vom vorderen
Ende der Werkzeugmaschine. Dennoch ist infolge der speziellen Anordnung
des Gegengewichts die Werkzeugmaschine praktisch vibrationsfrei.
Dies verbessert die Stabilität der
Werkzeugmaschine, und das Zusammensetzen des Gegengewichts und der
Führungsbuchse
ist eine einfache, mit relativ geringen Kosten verbundene Prozedur.
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In
einer Ausführungsform
besitzt die Werkzeugmaschine ein Gehäuse, einen Rotationsmotor, eine
Welle, die mit dem Motor verbunden ist, eine Spindel und ein Gegengewicht.
Eine zweiwinklige Antriebsbuchse kann dabei radial auf der Antriebswelle
angeordnet sein. Sie kann mit einer ersten Taumelscheibe zwecks
linearem Antriebs der Spindel in einer Hin- und Herbewegung zusammenwirken;
und sie kann mit einer zweiten Taumelscheibe so zusammenwirken,
dass das Gegengewicht ebenfalls in einer Hin- und Herbewegung angetrieben
wird. Das Gegengewicht ist dabei drehbar am Gehäuse befestigt. Die zweite Taumelscheibe
lässt somit
das Gegengewicht hin- und herschwenken bezüglich des Gehäuses um
die Drehachse. Dabei kann A) der Schwenkpfad des Gegengewichts den
linearen Pfad der Spindel schneiden, oder B) das Gegengewicht kann
in einer Ebene parallel zur Längsachse
der Spindel oder aber diese enthaltend schwingen. Auch kann die
Schwenkachse im wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Spindel liegen.
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Die
Werkzeugmaschine kann eine Führungsbuchse
besitzen, und zwar in der Weise, dass die Spindel in der Führungsbuchse
gleitet. Das Gegengewicht kann dabei an dieser Führungsbuchse entlang schwingen.
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Die
Spindel kann insbesondere ein vorderseitiges Teilstück, auf
dem z. B. eine Schneide oder ein Sägeblatt als Werkzeug befestigt
ist, und ein rückwärtiges Teilstück, das
mit dem vorderseitigen Teilstück
verbunden ist, umfassen. Ein erster Schlitz kann auf der Führungsbuchse
angeordnet sein. Er erstreckt sich dabei in deren Längsrichtung.
Gegenüberliegend
kann sich ein zapfenartiges Teilstück dabei aus dem rückwärtigen Teilstück der Führungsbuchse
herausstrecken. Dieses herausragende zapfenartige Teilstück kann
dabei in dem ersten Schlitz entlang der Längsachse der Spindel gleiten.
Und ein zweiter Schlitz kann ebenfalls auf der Führungsbuchse angeordnet sein.
Er erstreckt sich ebenso in Längsrichtung
der Führungsbuchse.
Ein Zusatzstück,
z. B. in Form eines rohrförmigen
Verlängerungsteils,
sowie ein Hohlraum können
sich auf dem rückwärtigen Teilstück befinden.
Die erste Taumelscheibe kann dabei einen ersten Taumelarm umfassen,
der sich durch den zweiten Schlitz und den Hohlraum erstreckt und
der von dem soeben erwähnten Zusatzstück zwecks
Hin- und Herbewegung desselben aufgenommen wird.
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Von
besonderem Vorteil ist es, wenn das Gegengewicht einen U-förmigen Gewichtskörper besitzt.
Dieser Gewichtskörper
kann dabei zwei massive Massenkörper
(Seitenarme) gleichen Gewichts und gleicher Konfiguration aufweisen.
Bei dieser Ausführungsform
ist die Führungsbuchse
in diesem U-förmigen
Gewichtskörper
zwischen den Massenkörpern
untergebracht. Die beiden Seitenarme des U-förmigen Gewichtskörpers können hierbei
in einer sehr kurzen Distanz zur Führungsbuchse hin- und herschwenken.
Dadurch ist die Dreh- oder
Pendelbewegung des Gegengewichts nicht durch die Führungsbuchse
behindert.
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Das
Gegengewicht kann auch ein Aufnahmeteil, insbesondere in Form eines
Bügels,
umfassen, welches die zweite Taumelscheibe umgibt oder aufnimmt.
Weiterhin kann das Gegengewicht mit mindestens einem Stift versehen
sein, der drehbar am Gehäuse
befestigt ist. Beim Drehen der zweiten Taumelscheibe kann dadurch
das Gegengewicht in einer Schwenkbewegung relativ zum Gehäuse rotieren.
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Der
Winkel zwischen der ersten Taumelscheibe und der zweiten Taumelscheibe
kann insbesondere 0° betragen.
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Die
erste Taumelscheibe kann ein erstes Lager umfassen, das entweder
direkt oder indirekt radial auf der Antriebswelle angeordnet ist.
Dieses erste Lager kann sich radial nach außen in einen ersten Taumelarm
erstrecken oder in diesen übergehen. Der
erste Taumelarm ist wirkungsmäßig mit
der Spindel verbunden. Er kann in einer abgerundeten Spitze oder
Kugel enden.
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Die
zweite Taumelscheibe kann ein zweites Lager umfassen, das direkt
oder indirekt auf der Antriebswelle angeordnet ist. Dieses zweite
Lager kann sich dabei radial nach außen in einen zweiten Taumelarm
erstrecken oder in diesen übergehen.
Entsprechend kann der zweite Taumelarm in einer abgerundeten Spitze
oder Kugelspitze enden. Der erste und der zweite Taumelarm können dabei
in einer gemeinsamen axialen Ebene angeordnet sein; d. h. sie befinden
sich im wesentlichen unter demselben Winkel, wenn man entlang der
Spindelachse schaut.
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Ein
zweiwinkliges Antriebsglied kann radial auf der Antriebsachse angeordnet
sein. Es kann dabei mit der ersten Taumelscheibe in der Weise zusammenwirken,
dass die Spindel linear hin- und herbewegt wird, und mit der zweiten
Taumelscheibe in der Weise, dass das Gegengewicht ebenfalls hin- und
herbewegt wird. Dieses zweiwinklige Antriebsglied ist vorteilhafterweise
mit einem Absatz versehen. Es kann einen ersten Winkelteil und einen
zweiten Winkelteil umfassen. Der erste und der zweite Winkelteil
können
dabei auf das erste bzw. zweite im wesentlichen zylindrische Lager
einwirken, und sie können
so angebracht sein, dass der erste und der zweite Taumelarm hin
und her bewegt werden, vorzugsweise um 180° gegeneinander phasenversetzt, wobei
die Arme im selben Zeitpunkt jeweils umkehren und sich in die Gegenrichtung
bewegen.
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Mit
Vorteil kann das Gegengewicht einen U-förmigen Körper besitzen, in dem axial
die Führungsbuchse
aufgenommen ist. Dieser U-förmige Körper kann
einen ersten Arm, einen zweiten Arm und eine Querverbindung besitzen,
wobei letztere die beiden Arme im Abstand von einander miteinander verbindet.
Der erste und der zweite Arm sollten dabei parallel zueinander sein.
Und der erste und der zweite Arm sollten aufrecht angeordnet sein.
Eine Aufnahmebohrung oder Aufnahmehöhlung in dem Verbindungsglied
kann dabei die Spitze des zweiten Taumelarms aufnehmen. Diese Spitze
drückt
dabei abwechselnd gegen gegenüberliegende
Seiten der Bohrung oder Höhlung
und bewirkt damit das Pendeln des Gegengewichts.
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Mit
Vorteil besitzt das Gegengewicht auch ein Aufnahmebauteil in Form
eines Bügels.
Dieses Aufnahmebauteil ist im wesentlichen rechteckig ausgebildet.
Es umgibt die zweite Taumelscheibe. Das Aufnahmebauteil kann sich
dabei von dem quer angeordneten Verbindungsteil ausgehen. Die Basis oder
das Verbindungsglied dieses Bügels
kann konkav ausgebildet sein.
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Bevorzugt
ist das Gegengewicht drehbar oder schwenkbar angeordnet auf einem
ersten quer liegenden Stift sowie auf einem zweiten quer liegenden
Stift, und zwar in der Weise, dass der zweite Taumelarm das Gegengewicht
so antreibt, dass es dadurch bezüglich
des Gehäuses
gedreht und speziell geschwenkt wird. Der erste und der zweite quer
liegende Stift können
entweder auf dem Gehäuse
oder auf dem Gegengewicht vorgesehen sein. Vorzugsweise sind sie
auf dem bügelförmigen Aufnahmebauteil
angeordnet. Bei dieser Ausführungsform
gibt es gegenüberliegend
auf dem Gehäuse
Dreh-Lager, um den ersten und den zweiten Stift aufzunehmen. Vorteilhafterweise
sind der erste und der zweite quer liegende Stift auf Außenflächen des
Bügels
in der Nähe seines
unteren Bereichs angeordnet.
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Das
Massezentrum des Gegengewichts sollte um einiges entfernt liegen
von dem Berührungspunkt
des zweiten Taumelarms mit dem Gegengewicht, d. h. entfernt von
der Aufnahmebohrung in dem quer angeordneten Verbindungsglied.
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Von
Vorteil ist es, wenn der Winkel zwischen der ersten Taumelscheibe
und der zweiten Taumelscheibe 0° beträgt.
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Ganz
besonders bevorzugte Ausführungsformen
und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die
voran stehenden Maßnahmen
können mit
Vorteil insbesondere bei einer Säge
mit Hin- und Herbewegung
eingesetzt werden. Natürliche
kann die Erfindung auch bei einer Vielzahl anderer Werkzeugmaschinen
verwendet werden, so dass auch diese weitgehend frei von Schwingungen
oder Vibrationen während
des Betriebs sind.
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Kurzbeschreibung
der Figuren
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Ausführungsbeispiele
und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten Figuren
näher erläutert. Dabei
zeigen
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1 einen
Querschnitt der Ausführungsform
einer Säge
mit Hin- und Herbewegung, bei der sich eine erste Taumelscheibe
in ihrer ersten Position und eine zweite Taumelscheibe in ihrer
ersten Position befinden;
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2 einen
vergrößerten Querschnitt
der Ausführungsform
nach 1, bei der sich die erste Taumelscheibe in ihrer
zweiten Position und die zweite Taumelscheibe ebenso in ihrer zweiten
Position befinden;
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2A einen
Querschnitt mit Blick entlang der Richtung IIA-IIA in 2;
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3 einen
Querschnitt der ersten und der zweiten Taumelscheibe etwa entlang
der Richtung III-III senkrecht zur Achse der Spindel von 1;
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4 eine
perspektivische Darstellung einer Spindel und des Gegengewichts
nach der Ausführungsform
gemäß 1 – 3;
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5 eine
perspektivische Ansicht des Gegengewichts, das in den 1 – 4 gezeigt
ist; 6 die Spindel und das Gegengewicht jeweils in ihrer
ersten Position;
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6A einen
Schnitt entlang der Richtung VI A-VI A nach 6;
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7 eine
schematische Darstellung der Spindel in einer Position zwischen
ihrer ersten und zweiten Position und des Gegengewichts in einer
Position zwischen seiner ersten und zweiten Position; und
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8 eine
Darstellung, bei der sich die Spindel und das Gegengewicht jeweils
in ihrer zweiten Position befinden.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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1 und 2 stellen
eine Ausführungsform
einer Säge
mit Hin- und Herbewegung dar, die die Erfindung beinhaltet. Die
Säge ist
im wesentlichen vibrationsfrei. Sie umfasst ein Gehäuse 1 und, innerhalb
des Gehäuses 1 angeordnet,
einen Rotationsmotor 2 mit einer Ausgangswelle 2a,
welche mit einem Ritzel 2p versehen ist. Dieses Ritzel 2p steht im
Kontakt mit einem größeren Getrieberad 2q,
welches an einer Antriebswelle 4 mit der Wellenachse Z angeschlossen
ist. Die Antriebswelle 4 ist innerhalb des Gehäuses 1 durch
Lager 4a und 4b gehalten.
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Zwischen
den Lagern 4a, 4b sind radial angeordnet ein elektrischer
Mitnehmer oder Nocken 4f und eine einstückige zweiwinklige Taumel-Antriebseinrichtung 10.
Der Nocken 4f rotiert zusammen mit dem Getrieberad 2q und
der Antriebswelle 4, wenn der Motor 2 in Betrieb
ist. Der Mitnehmer 4f ist im wesentlichen eine (exzentrische)
Röhre.
Ein (nicht bezeichneter) Vorsprung ist auf der rechten Seite des Nockens 4f vorgesehen.
Dieser Vorsprung steht im Eingriff mit einem Schlitz auf der linken
Stirnseite der Taumel-Antriebseinrichtung 10. Die Taumel-Antriebseinrichtung 10 wirkt
auf eine erste Wackel-Einrichtung oder besser Taumelscheibe 5.
Letztere treibt in einer Hin- und Herbewegung eine Spindel 8 an.
Die Einrichtung 10 wirkt auch auf eine zweite Taumelscheibe 6.
Diese treibt ein Gegengewicht 7 in einer Hin- und Herbewegung
um eine Dreh- oder Schwenkachse Y, die in den 3 bis 5 gezeigt ist.
Dadurch pendelt das Gegengewicht 7.
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Eine
Spindel 8 und eine Führungsbuchse oder
Muffe 9 sind auch in dem Gehäuse 1 untergebracht.
Die Spindel 8 ist dabei gleitfähig innerhalb der Führungsbuchse 9 untergebracht.
Ein Lager 95 ist innen an der Frontseite der Führungsbuchse 9 untergebracht.
Es hält
die Spindel 8. Die Längsrichtung der
Spindel 8 und der Führungsbuchse 9 ist
mit X bezeichnet.
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Die
Spindel 8 umfasst ein rohrförmiges rückwärtiges Teilstück 81 und
ein rohrförmiges
vorderseitiges Teilstück 82.
In der dargestellten Ausführungsform
ist das vorderseitige Teilstück 82 mit
einem geringfügig
kleineren Durchmesser versehen, als das rückwärtige Teilstück 81.
Das vorderseitige Teilstück 82 ist
mit seinem Ende innen an dem rückwärtigen Teilstück 81 mit
Hilfe eines Stiftes 84 befestigt. Die gesamte Spindel 8 ist
in der Richtung X bezüglich des
Gehäuses 1 beweglich.
Dies kann durch einen Vergleich der 1 und 2 erkannt
werden. An der Vorderseite der Spindel 8 ist eine Klemmeinrichtung 3a befestigt,
die als Werkzeug ein längliches
Sägezahnblatt 3 festhält. Somit
kann die Achse X als die Arbeitsachse betrachtet werden. Zur Befestigung sind
ein Stift 86 und ein Ring 87 verwendet.
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Wie
bereits oben erwähnt,
ist die Spindel 8 innerhalb der rohrförmigen Führungsbuchse 9 gleitfähig angeordnet.
Das Vorderende der Führungsbuchse 9 liegt
dabei an einer inneren Gehäusewand 1i des
Gehäuses 1 an.
Dadurch kann sich die Führungsbuchse 9 nicht
in Richtung X bewegen. Ein Stift 55 ist in das Loch 54 (vgl. 6A)
hineingesteckt. Dadurch kann die Führungsbuchse 9 ein
wenig um die Achse des Stifts 55 schwenken. Mit anderen
Worten: Die Führungsbuchse 9 ist
hier dreh- oder schwenkbar am Gehäuse 1 befestigt. Diese
geringfügige
Auf- und Niederbewegung der Führungsbuchse 9 ist
durch einen Doppelpfeil D in 1 angedeutet.
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Aus 1 und 2 ist
ersichtlich, dass sich das vorderseitige Teilstück 82 in das rückwärtige Teilstück 81 hineinerstreckt.
Ein erster Schlitz 91 und ein zweiter Schlitz 92 erstrecken
sich in Längsrichtung
entlang der Führungsbuchse 9.
Diese Schlitze 91, 92 sind an gegenüberliegenden
Seiten der Führungsbuchse 9 angebracht.
Wie aus 2 hervorgeht, ragt ein im wesentlichen
rechteckiger Vorsprung 811 radial aus der Oberfläche des
rückwärtigen Teilstücks 81.
Er ist gleitfähig
innerhalb des ersten Schlitzes 91 festgehalten und kann
sich parallel zur Achse der Spindel 8 bewegen. Die longitudinale Länge des
Vorsprungs 811 ist kleiner als die longitudinale Länge des
ersten Schlitzes 91. Ein rohrförmiges Zusatz- oder Verlängerungsteil 812 und
ein Hohlraum 813 sind im Inneren des rückwärtigen Teilstücks 81 der
Spindel 8 gebildet. Das Verlängerungsteil 812 und
der Hohlraum 813 haben eine gemeinsame Achse, die senkrecht
auf der Achse der Spindel 8 steht. Der Durchmesser des
Verlängerungsteils 812 ist
etwas kleiner als derjenige des Hohlraums 813.
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Als
Ergebnis dieser Konstruktion ergibt sich, dass die Spindel 8 in
Längsrichtung
zwischen den beiden Enden des ersten Schlitzes 91 bewegt
werden kann.
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Die
erste Taumelscheibe 5 umfasst ein erstes Lager 52,
das radial auf der zweiwinkligen Taumel-Antriebseinrichtung 10 angeordnet
ist. Die erste Taumelscheibe 5 umfasst zusätzlich einen
ersten Taumelarm 51, der auf dem ersten Lager 52 befestigt ist.
Der erste Taumelarm 51 läuft in einer sphärischen Spitze
oder Kugel 511 aus. Diese Spitze 511 des ersten
Taumelarms 51 erstreckt sich durch den zweiten Schlitz 92 und
durch den Hohlraum 813 und liegt dann im rohrförmigen Verlängerungsteil 812.
Um eine genügend
große
Bewegung des ersten Taumelarms 51 zu gewährleisten,
ist die Länge
des zweiten Schlitzes 92 entsprechend gewählt.
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Die
zweite Taumelscheibe 6 umfasst ein zweites Lager 62,
das radial auf der zweiwinkligen Taumel-Antriebseinrichtung 10 angeordnet
ist. Das zweite Lager 62 trägt einen zweiten Taumelarm 61 (ähnlich zum
ersten Taumelarm 51). Der zweite Taumelarm 61 endet
in einer sphärisch
ausgebildeten Spitze oder Kugel 611. Es ist ersichtlich,
dass der zweite Taumelarm 61 kürzer ist als der erste Taumelarm 51.
Die Spitze 611 des zweiten Taumelarms 61 befindet
sich in einem Aufnahmeloch oder einer Höhlung 75 des Gegengewichts 7,
vgl. 3. Der erste Taumelarm 51 und der zweite
Taumelarm 61 liegen in einer gemeinsamen axialen Ebene,
d. h. bei Blick entlang der Achse X der Spindel 8 (vgl. 3)
liegen sie unter demselben Winkel. Dadurch kehren die Spindel 8 und
das Gegengewicht 7 jeweils im selben Zeitpunkt um. Natürlich erfolgt
dieses Umkehren in entgegengesetzten Richtungen.
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Der
(exzentrische) Mitnehmer oder Nocken 4f wurde bereits oben
erwähnt.
Er überträgt das Drehmoment
der Antriebswelle 4 (d. h. die Rotation des Getrieberades 2q)
auf die Taumel-Antriebseinrichtung 10.
Und er ist mit einer Antriebsscheibe oder -platte 96 verbunden,
die auf der Führungsbuchse 9 angeordnet
ist. Wenn er sich dreht, um die Antriebsscheibe 96 nach
oben und unten zu bewegen, dann bewegt sich die Führungsbuchse 9,
wodurch auch eine leichte Bewegung nach oben und unten der Spindel 8 und
des Sägezahnblatts 3 bewirkt
wird, was durch den Doppelpfeil D gezeigt ist. Dies verbessert die
Geschwindigkeit und die Qualität
des Sägevorgangs.
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Der
Rotationsmotor 2 bewirkt ein Drehen der Antriebswelle 4,
wodurch wiederum ein Drehen der zweiwinkligen Taumel-Antriebseinrichtung 10 verursacht
wird. Diese Taumel-Antriebseinrichtung 10 besitzt
einen ersten Winkelteil und einen zweiten Winkelteil, welche gekoppelt
sind mit dem ersten Lager 52 bzw. dem zweiten Lager 62 und
welche in der Lage sind, ein Pendeln und des ersten und des zweiten
Taumelarms 51 bzw. 61 zu bewirken, und zwar um
180° gegeneinander
phasenversetzt, wobei diese zum selben Zeitpunkt jeweils umkehren
(vgl. 6, 7 und 8). Wenn
der erste Taumelarm 51 und die Spindel 8 sich
in ihre erste Position, die in 1 dargestellt
ist, bewegen, dann bewegen sich der zweite Taumelarm 61 und
das Gegengewicht 7 in Gegenrichtung ebenfalls in ihre erste
Position. Wenn dagegen der erste Taumelarm 51 und die Spindel 8 sich von
ihrer in 1 dargestellten ersten Position in
ihre zweite Position innerhalb des U-förmigen Gewichtskörpers 71 gemäß 2 und 4 bewegen,
dann bewegen sich der zweite Taumelarm 61 und das Gegengewicht 7 in
Gegenrichtung ebenfalls in ihre zweite Position; das Gegengewicht 7 bewegt
sich dabei auf einem Kreisbogen-Abschnitt.
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3 bis 5 zeigen,
dass das Gegengewicht 7, das von der zweiten Taumelscheibe 6 angetrieben
wird, als eine Schwing- oder Pendeleinrichtung angesehen werden
kann, was im Gegensatz steht zu einer Einrichtung, die lineare Hin-
und Herbewegungen durchführt.
Die Pendel- oder Drehachse Y befindet sich hier am Gegengewicht 7.
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Gemäß 3 bis 5 umfasst
das Gegengewicht 7 einen großen U-förmigen Gewichtskörper 71 und
ein Rahmen-ähnliches
Bauteil oder einen Bügel 72,
der vom U-förmigen
Gewichtskörper 71 absteht.
Der U-förmige
Gewichtskörper 71 wiederum besitzt
einen ersten Massenkörper 76A,
einen gleichartigen zweiten Massenkörper 76B und ein quer
dazu angeordnetes Verbindungsglied oder Basisteil 77, das
die beiden Massenkörper 76A und 76B im
Abstand zu einander verbindet. Die Führungsbuchse 9 erstreckt
sich axial durch den Raum zwischen den beiden Massenkörpern 76A, 76B.
Im Verbindungsglied 77 ist eine Aufnahmebohrung oder Höhlung 75 zur
Aufnahme der Spitze 611 des zweiten Taumelarms 61 angeordnet.
Die Spitze 611 kann sich in dem Aufnahmeloch 75 bewegen
und dabei das Verbindungsglied 77 samt Gewichtskörper 71 mitnehmen.
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Das
Aufnahmebauteil 72 besitzt eine im wesentlichen rechteckige
Gestalt. Es geht von der Unterseite des U-förmigen Gewichtskörpers 71 aus. Dieses
Aufnahmebauteil 72 enthält
oder umgibt die zweite Taumelscheibe 6. Das Aufnahmebauteil 72 umfasst
das Verbindungsglied 77, einen ersten Seitenarm 72a,
einen zweiten Seitenarm 72b, der parallel und im Abstand
vom ersten Seitenarm 71a angeordnet ist, sowie ein Verbindungsglied 72c.
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Auf
der Außenfläche des
Aufnahmebauteils 72, und zwar in der Nähe des unteren Bereichs der beiden
Seitenarme 72a, 72b, sind ein erster quer liegender
Stift 73 und eine zweiter quer liegender Stift 74 angeordnet.
Die Bolzen oder Stifte 73, 74 liegen koaxial zueinander
ausgerichtet und sind bezüglich des
Gehäuses 1 drehbar.
So bilden sie die Drehachse Y, die im wesentlichen senkrecht zur
longitudinalen Achse X der Spindel 8 angeordnet ist. Sie
bilden also ein Drehlager, um welches das Gegengewicht 7 während des
Betriebs pendelt. In einer alternativen Lösung können der erste und der zweite
Stift 73 bzw. 74 auf dem Gehäuse 1 vorgesehen sein,
während entsprechende
Löcher
im Gegengewicht 7 angeordnet sind, so dass auch in diesem
Fall das Gegengewicht 7 drehbar mit dem Gehäuse 1 verbunden
ist.
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Es
muss besonders betont werden, dass die Drehachse Y bezüglich des
Gehäuses 1 fest
(d. h. nicht beweglich) ist.
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Wie
bereits erwähnt,
liegt die Drehachse Y des Drehlagers im wesentlichen senkrecht zur Längsachse
X der Spindel 8. D. h. die Drehachse Y liegt in einer Ebene,
die senkrecht ausgerichtet ist zur Längsachse X. Und sie ist versetzt
angeordnet bezüglich
einer (nicht gezeigten) Achse, die direkt und senkrecht durch die
Längsachse
X verläuft.
Während des
Betriebs bewirkt der Taumelarm 61 ein Hin- und Herschwingen
des Gegengewichts 7, welches bezüglich des Gehäuses 1 um
die Drehachse Y erfolgt. Diese Hin- und Herbewegung geschieht derart,
dass der (gekrümmte)
Schwingungsweg des Gegengewichts 7 den linearen Weg der
Spindel 8 schneidet. Das Gegengewicht 7 schwenkt
oder pendelt in einer Ebene (oder alternativ parallel dazu), welche
die Längsachse
X der Spindel 8 enthält.
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Der
erste Bolzen oder Stift 73 ist in einem Lagersitz oder
einer Lager-Halterung 73B aufgenommen. Diese Lager-Halterung 73B ist
mit einem Lager versehen, beispielsweise mit einem Pulver- oder Staub-Lager.
Aus Gründen
der Übersichtlichkeit
ist ein solches Lager nicht in 4 dargestellt.
Die Lager-Halterung 73B ist am Gehäuse 1 festgemacht. Zu
diesem Zweck sind ein unteres Befestigungsloch 73u und
ein oberes Befestigungsloch 73o vorgesehen. Entsprechend
ist der zweite Bolzen oder Stift 74 in einem Lagersitz
oder einer Lagerhalterung 74A untergebracht, die mit einem
Lager versehen ist, welches wiederum ein Pulver- oder Staub-Lager
sein kann. Entsprechend sind untere und obere Befestigungslöcher 74u bzw. 74o zur
Befestigung der anderen Lagerhalterung 74A am Gehäuse 1 vorgesehen.
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4 zeigt
ein Seitenloch 85 für
einen Stift 76 im Vorderteil 82 der Spindel 8,
sowie ebenfalls ein Seitenloch 54 für einen Stift 55.
Der Stift 55 ist in 6A dargestellt.
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Nach 6A ist
die Führungsbuchse 9 mit
je einem Seitenloch 54 an ihren beiden Seiten versehen.
Ein Stift 55 mit einem Stiftkopf 55H ist in jedes der
beiden Stiftlöcher 54 eingesetzt.
Festzuhalten ist, dass jeder Stiftkopf 55H an seiner Außenfläche ein Gewinde
besitzt. Dadurch kann der Stiftkopf 55H in einen Kanal 56 zwischen
den Wänden 1a, 1b des Gehäuses 1 eingeschraubt
werden. Diese Stifte 55 verhindern eine Bewegung der Führungsbuchse 9 in X-Richtung.
Indessen kann die Führungsbuchse 9 ganz
leicht um die Längsachse
beider Stifte 55 hin und her schwingen, was durch den Doppelpfeil
D in 1 symbolisiert ist.
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Während des
Betriebs bewirkt der Motor 2 eine Rotation der Antriebswelle 4.
Die Antriebswelle 4 wiederum lässt die auf ihr befestigte
Taumel-Antriebseinrichtung 10 rotieren. Daraus ergibt sich, dass
die Taumel-Antriebseinrichtung 10 eine Bewegung der ersten
und der zweiten Taumelscheibe 5 bzw. 6 bewirkt.
Während
der erste Taumelarm 51 zusammen mit der Spindel 8 sich
in die Position, die in 1 dargestellt ist, bewegt, bewegen
sich der zweite Taumelarm 61 und das Gegengewicht 7 in
der Gegenrichtung. Schließlich
sind die erste Taumelscheibe 5 und die von ihr angetriebene
Spindel 8 in ihrer ersten Position, und die zweite Taumelscheibe 6 und das
von ihr angetriebene Gegengewicht 7 sind ebenfalls in ihrer
ersten Position. Wenn daraufhin der erste Taumelarm 51 und
die Spindel 8 sich von ihrer ersten, in 1 dargestellten
Position in Richtung auf die zweite, in 2 dargestellte
Position bewegen, dann bewegen sich der zweite Taumelarm 61 und das
Gegengewicht 7 in Gegenrichtung. Schließlich sind der erste Taumelarm 51 und
die von ihr angetriebene Spindel 8 in ihrer zweiten Position,
und die zweite Taumelscheibe 6 und das von ihr angetriebene
Gegengewicht 7 sind ebenfalls in ihrer zweiten Position.
Es muss noch einmal betont werden, dass die Hin- und Herbewegung
des Gegengewichts 7 hier eine Rotations- oder Schwenkbewegung
ist.
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Der
Drehwinkel des Gegengewichts 7 ist beim Übergang
von der ersten in die zweite Position, und umgekehrt, etwa 10°.
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Es
muss angemerkt werden, dass der zweite Taumelarm 61 kürzer ist
als ein konventioneller Taumelarm und auch kürzer als der erste Taumelarm 51. Aus 2 lässt sich
auch feststellen, dass der erste Taumelarm 51 den zweiten
Taumelarm 61 nicht in der zweiten Position berühren kann.
Daher kann gemäß 3 der
Winkel zwischen dem ersten Taumelarm 51 und dem zweiten
Taumelarm 61 – bei
Betrachtung entlang der Längsachse
X der Spindel 8 – 0° betragen.
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Bei
Betrachtung des Bewegungsablaufes, der in 6, 7 und 8 dargestellt
ist, wird folgendes deutlich: Wenn sich die Antriebswelle 4,
die vom Motor 2 angetrieben ist, eine halbe Drehung gedreht
hat, dann haben sich die erste Taumelscheibe 5 und die
von ihr angetriebene Spindel 8 von ihrer ersten Position
in ihre zweite Position bewegt, und die zweite Taumelscheibe 6 und
das von ihr angetriebene Gegengewicht 7 haben sich von
ihrer ersten Position ebenfalls in ihre zweite Position bewegt.
Das Gegensätzliche
geschieht, wenn sich die Antriebswelle 4 die nächste halbe
Umdrehung dreht.
-
Um
Vibrationen beim Arbeiten der Säge
mit Hin- und Herbewegung besonders stark zu reduzieren, sollten
der Hub s2 und das Gewicht w2 des Systems, welches den zweiten Taumelarm 61 und
das Gegengewicht 7, umfasst abgestimmt sein auf den Hub
s1 und das Gewicht w1 des gesamten Systems, welches aus dem ersten
Taumelarm 51, der Spindel 8, dem Sägezahnblatt 3 und
der Klemmeinrichtung 3a besteht. Bevorzugt sollte das Produkt
(s2 × w2) etwa
gleich sein dem Produkt (s1 × w1).
Wenn z. B. das Gewicht w1 des gesamten Systems 51, 8, 3 und 3a etwa
w1 = 200 g und wenn der Hub s1 = 32 mm beträgt, dass ergibt sich für das Produkt
(w1 × s1)
= 0,2 g × 32
mm = 6,4 kg mm. Zur Unterdrückung
oder vollständigen
Kompensierung von Schwingungen können
dann die Parameter des Gegengewichtssystems 7 so gewählt werden,
dass es ein Gewicht w2 = 0,4 kg und einen Hub des Zentrums der Masse
s2 = 16 mm besitzt, so dass sich für das Produkt (w2 × s2) =
0,4 kg × 16
mm = 6,4 kg mm, also der gleiche Wert ergibt.
-
Es
war bereits erwähnt
worden, dass das Gegengewicht 7 drehbar mit dem Gehäuse 1 verbunden
ist, wobei sich eine Rotation um die Stifte 73, 74 ergibt,
und dass die Führungsbuchse 9 in
dem U-förmigen
Gewichtskörper 71 des
Gegengewichts 7 untergebracht ist. Dadurch kann das Gegengewicht 7 sich
in Bezug auf die Führungsbuchse 9 bewegen, was
eine relativ einfache Bewegung darstellt. Es gibt hier keine Reibung
mit großer
Erwärmung
und einer großen
Reibungsfläche,
und das Gegengewicht 7 behindert nicht die Führungsbuchse 9.
Dadurch verbessern die hier gewählte
Bewegung des Gegengewichts 7 und der Spindel 8 die
Stabilität
des Systems. Und die Erzeugung von Wärme ist relativ klein, da ein lineares
Gleiten des Gegengewichts 7 auf einer Führungsbuchse, was im Stande
der Technik angewendet wird, vermieden ist.
-
- 1
- Gehäuse
- 1a
- Gehäusewand
- 1b
- Gehäusewand
- 1i
- innere
Gehäusewand
- 2
- Motor,
Rotationsmotor
- 2a
- Ausgangswelle
- 2p
- Ritzel
- 2q
- Getrieberad
- 3
- Schneide,
Sägezahnblatt
- 3a
- Klemmeinrichtung
- 4
- Antriebswelle
- 4a
- Lager
- 4b
- Lager
- 4f
- exzentrischer
Mitnehmer, Nocken
- 5
- erste
Wackeleinrichtung oder Taumelscheibe
- 51
- erster
Antriebs- oder Taumelarm
- 511
- Spitze
oder Ende des ersten Taumelarms 51
- 52
- erstes
Lager
- 54
- Aufnahmeloch
für den
Stift 55
- 55
- Stift
- 55H
- Stiftkopf
- 56
- Kanal
- 6
- zweite
Wackeleinrichtung oder Taumelscheibe
- 61
- zweiter
Antriebs- oder Taumelarm
- 611
- Spitze
oder Ende des zweiten Taumelarms 61
- 62
- zweites
Lager
- 7
- Ausgleichs-
oder Gegengewicht
- 71
- U-förmiger Gewichtskörper
- 72
- Aufnahmebauteil,
Bügel
- 72a
- erster
Seitenarm
- 72b
- zweiter
Seitenarm
- 72c
- Verbindungsglied
- 73
- erster
Stift
- 73B
- Lagersitz,
Lagerhalterung
- 73o
- Loch
- 73u
- Loch
- 74
- zweiter
Stift
- 74A
- Lagersitz,
Lagerhalterung
- 74o
- Loch
- 74u
- Loch
- 75
- Aufnahmeloch,
Höhlung
- 76A
- erster
Massenkörper
- 76B
- zweiter
Massenkörper
- 77
- Verbindungsglied,
Basisteil
- 8
- Spindel
- 81
- rückwärtiges Teilstück (Komponente)
der Spindel 8
- 811
- herausragendes
Teil
- 812
- rohrförmiges Zusatz-
oder Verlängerungsteil, Sockel
- 813
- Hohlraum
- 82
- vorderseitiges
Teilstück
(Komponente) der Spindel 8
- 84
- Stift,
der die Komponenten 81, 82 verbindet
- 85
- Seitenloch
für den
Stift 86
- 86
- Stift,
der die Teile 3a, 87, 82 verbindet
- 87
- Ring
- 9
- Führungsbuchse
(Muffe)
- 91
- erster
Schlitz in der Führungsbuchse 9
- 92
- zweiter
Schlitz in der Führungsbuchse 9
- 95
- Lager
- 96
- Antriebsscheibe,
-platte
- 10
- Taumel-Antriebseinrichtung
- D
- Doppelpfeil
- X
- Längsachse
- Y
- Drehachse
- Z
- Wellenachse