DE4106415C2 - Reversiermechanismus mit Ausgleichsgewicht - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Reversier-Antriebsmechanismus der im Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 definierten Art.

Bei einem aus der DE 18 10 349 A1 bekannten Reversier-Antriebsmechanismus die­ ser Art wird die Spindel über ein Zahnradgetriebe in der Weise angetrieben, dass ein Exzenterzapfen an einem Zahnrad über einen Kreuzkopf die Spindel hin- und herbe­ wegt. Diese Zahnrad kämmt mit einem weiteren Zahnrad, das ebenfalls einen Ex­ zenterzapfen trägt, der seinerseits einen als Ausgleichsgewicht dienenden zweiten Kreuzkopf gegenläufig zur Spindel antreibt. Es lässt sich hierdurch zwar ein Schwin­ gungsausgleich erreichen, doch sind die hierfür eingesetzten Mittel platzaufwendig, schwer und teuer.

Aus der US 3 945 120 A ist ein Reversierantriebsmechanismus mit einer Schwin­ gungsdämpfungseinrichtung bekannt. Mit dem Mechanismus wird eine Spindel über eine Taumelscheibe angetrieben. Die Spindel ist innerhalb einer Traghülse angeord­ net, die als Ausgleichsgewicht dient und über ein Zwischengetriebe und eine Exzen­ terwelle von der die Taumelscheibe tragenden Welle aus gegenläufig zur Spindel an­ getrieben wird. Diese Dämpfungseinrichtung ist kompliziert aufgebaut und erfordert ein eigenes Getriebe, was zusätzlich Gewicht bringt und die Herstellung verteuert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Reversier-Antriebsmechanismus der oben beschriebenen Art so auszugestalten, dass er einfach aufgebaut, kostengünstig herstellbar und von geringem Gewicht ist.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Reversier-Antriebsmechanismus durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Mechanismus werden die Spindel und das Ausgleichs­ gewicht durch zueinander entsprechend geneigte Taumelscheiben gegensinnig an­ getrieben. Die Taumelscheiben sitzen auf derselben Welle und stellen gleichartige Teile dar. Sie können auf engem Raum untergebracht werden und haben ein verhält­ nismäßig geringes Gewicht. Dadurch ergibt sich ein baulich einfacher, kostengünstig herstellbarer und leichtgewichtiger Mechanismus.

Aus der CH 173 833 A ist zwar bereits ein Taumelringgetriebe mit mehr als zwei auf einer gemeinsamen Welle phasenversetzt angeordneten Taumelscheiben be­ kannt. Hierdurch soll jedoch ein Massenausgleich einer Mehrzahl von Kolbenan­ trieben erreicht werden und nicht eine Schwingungsdämpfung einer einzelnen, hin- und hergehend angetriebenen Spindel.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Reversier-Antriebsmechanismus sind den Ansprü­ chen 2 bis 6 zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer mit einem erfindungsgemäßen Reversier- Antriebsmechanismus und einer erfindungsgemäßen Drehsicherung ausgestatteten Säge in Seitenansicht, teilweise im Schnitt;

Fig. 2 eine Einzeldarstellung eines Ausschnittes aus Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch den rechten Abschnitt des Antriebsmechanismus bei Blickrichtung nach links in Fig. 1 oder 2; und

Fig. 4, 5, 6, 7 eine Serie von Ansichten als Ausschnitt der Fig. 2 zur Darstellung der Bewegungsfolge der Teile während einer halben Umdrehung der Zwi­ schenwelle.

Der nachfolgend zu beschreibende kraftausgeglichene hin- und hergehende An­ triebsmechanismus bzw. Reversier-Antriebsmechanismus mit Ausgleichsgewicht, bei dem zwei Taumelscheiben verwendet werden, kann in Verbindung mit vielen Werk­ zeugen und Maschinen verwendet werden. Eine Taumelscheibe treibt die hin- und hergehende Spindel an, während die andere Taumelscheibe ein Ausgleichsgewicht antreibt. Dieser Mechanismus wird in Verbindung mit einer Säge gezeigt.

Die in Fig. 1 gezeigte Stich- bzw. Linearsäge ist weitgehend vergleichbar mit der SAWZALL-Linearsäge, wie sie durch die Patentinhaberin hergestellt wird, mit der Be­ sonderheit, dass die vorliegende Konstruktion für einen Ausgleich der bei der Hin- und Herbewegung hervorgerufenen Kräfte sorgt, so dass sich ein weitaus glatterer und bei weitem überlegener Schnitt realisieren lässt.

Das Hauptgehäuse 10 der Säge ist mit einem Handgriffabschnitt 12 ausgestattet, der einen EIN-AUS-Schalter 14 zur Steuerung der Energieversorgung eines Motors 16 hat. Eine Motorwelle 18 ist mit einem Antriebsritzel 20 ausgestattet, das in Kämmein­ griff mit einem auf einer Zwischenwelle 24 montierten Zahnrad 22 steht, welches ei­ nerseits im Getriebegehäuse 26 und andererseits in einer Zwischenwand 25 gelagert ist. Das Getriebegehäuse 26 wird durch einen aus Urethan oder Gummi bestehenden, isolierenden "Stiefel" 27, d. h. durch einen stiefelschaftähnlichen Körper 27 abgedeckt. Auf der Zwischenwelle ist ein Taumelscheiben-Antriebsteil 28 befestigt. Auf dem An­ triebsteil 28 sind zwei Taumelplatten- bzw. -scheiben-Anordnungen 30, 30' montiert. Jede Anordnung 30, 30' weist ein Eingangs- bzw. Krafteinleitungslager 32 auf, das auf dem Taumelscheiben-Antriebsteil 28 montiert ist. Die auf der linken Seite gezeigte Taumelscheiben-Anordnung 30 stellt die Primäranordnung dar, während die rechte Anordnung 30' die Sekundär-Taumelscheibe bildet. Jede Anordnung 30, 30' besitzt einen Antriebsarm, der mit dem von dieser Anordnung angetriebenen Teil in Funkti­ onseingriff steht. Dementsprechend weist die Primär-Taumelplatte bzw. - Taumelscheibe 30 einen Antriebsarm 34 auf, der mit einem im Wesentlichen kugel­ förmigen Spitzenabschnitt 36 in Eingriff mit einem entsprechenden Loch 38 in der hin- und herbewegten Spindel 40 in Eingriff steht, welche das Sägeblatt 42 trägt. Die Se­ kundär-Taumelscheibe 30' weist ebenfalls eine sphärische Spitze 43 auf, die mit ei­ nem Loch 44 im Gegen- bzw. Ausgleichsgewicht 46 in Funktionseingriff steht.

Die hin- und herbewegte Spindel 40 gleitet im Inneren eines im Getriebegehäuse fi­ xierten Spindellagers 48, mit dem die Spindel geführt wird. An der Außenseite des Lagers 48 ist eine Hülse 50 befestigt. Das Ausgleichsgewicht 46 gleitet auf der Au­ ßenseite der Hülse 50. Die Hülse 50 ist mit diametral gegenüberliegenden Schlitzen 52 ausgestattet, und der Primär-Antriebsarm erstreckt sich durch den bodenseitigen Schlitz 52 in der Hülse 50, durch einen Schlitz 54 in der Spindel 40 und durch die ge­ samte Spindel, so dass die Spitze 36 mit dem Loch 38 auf der Oberseite der Spindel 40 (siehe Fig. 1) in Eingriff gelangt. Wenn die Taumelscheibe 30 den Arm 34 in die in Fig. 7 gezeigte Stellung bewegt, bewegen sich der Arm und das Gegengewicht 46 in entgegengesetzten Richtungen, und der Arm wandert im Schlitz 58 im Gegenge­ wicht nach rechts. Dieser Funktionseingriff zwischen dem Arm 34 mit dem Schlitz 54 (in der Spindel 40) und dem Schlitz 58 (im Ausgleichsgewicht) fesselt das Verschie­ ben der Spindel und des Gegengewichtes auf eine hin- und hergehende Bewegung; diese beiden Teile können nicht rotieren. Und da das Ausgleichsgewicht sich nur hin- und herbewegen kann, kann auch der Taumelarm 35, der das Ausgleichsgewicht an­ treibt, nur leicht über einen Bogen oszillieren und leicht rotieren.

Bei Betrachtung der Bewegungsabfolge beginnend mit der Fig. 4 über die Fig. 5 und 6 zur Fig. 7 wird deutlich, dass sich die Arme 34 und 35 treffen würden, falls nicht dafür Sorge getragen würde, dass die Arme - wie in Fig. 3 ersichtlich - außer Fluchtung miteinander gehalten sind. Dies führt dazu, dass sich die Arme dann, wenn sie die Stellung gemäß Fig. 7 erreichen, nicht in die Quere kommen. Dieser Winkel­ versatz würde dazu führen, dass sich die Massenkräfte nicht aufheben könnten, falls der Antrieb für die beiden Taumelscheiben-Anordnungen mit einer Phasenverschie­ bung von 180° eingeleitet würde, wovon man normalerweise ausgeht, falls Massen­ kräfte kompensiert werden sollen. Deshalb sind die Taumelscheiben-Antriebe zuein­ ander aus der "normalen" 180°-Phasenverschiebung winkelversetzt, um hierdurch ei­ ne Kompensation dafür zu schaffen, dass die Arme zueinander um den gleichen Win­ kel verschränkt sind. Hierdurch ergibt sich eine Auslöschung bzw. Eliminierung der hin- und hergehenden Kräfte, was einen sehr sanften Antrieb mit nur geringer Vibrati­ onsneigung nach sich zieht. Dies ermöglicht schließlich, genauer zu schneiden.

Ein wichtiges Merkmal des Mechanismus besteht darin, dass das Ausgleichsgewicht koaxial zur Spindel angeordnet ist. Nur dadurch, dass das Massenzentrum eines je­ den hin- und hergehenden Teils auf derselben Achse zu liegen kommt, können einan­ der entgegenwirkende Kräfte ausgelöscht bzw. kompensiert werden, ohne dadurch andere Kräftepaare zu erzeugen.

Der Hub und das Gewicht des Ausgleichsgewichts und des Arms 35 werden ins Ver­ hältnis zum Hub und zum Gewicht der Spindel eines mittleren Sägeblatts und des Arms 34 gesetzt, um die Massenkräfte zu eliminieren, wodurch es gelingt, die Spindel und das Sägeblatt mit einem längeren Hub auszustatten. Der Hub wird im Vergleich zu der vorstehend erwähnten SAWZALL-Säge von 0,75 Zoll auf 1,25 Zoll angehoben.

Der Winkelversatz bzw. die Verschränkung der Taumelscheiben- Bewegungseinleitungsebenen und der Arme kann entfallen, wenn man eine Anhe­ bung der Maschinenlänge in Kauf nimmt. Eine derartige Anhebung der Länge ist je­ doch häufig nicht erwünscht und akzeptabel.

Es ist unerheblich, welcher Motortyp für einen Antrieb der Zwischenwelle verwendet wird. Wenngleich der Reversierantrieb bzw. hin- und hergehende Antrieb in Verbin­ dung mit einer Säge gezeigt wurde, so versteht es sich, dass dieser Antrieb gleichfalls bei einem Hecken-Schneidegerät, einem Farbhobel oder ähnlichem verwendet wer­ den kann. Der hin- und hergehende Antrieb bzw. der Reversierantrieb zeichnet sich durch ein breites Feld potentieller Anwendungsgebiete aus, in denen er gleichfalls hervorragende Eigenschaften wie bei Verwendung mit einer Säge hat.

Claims (6)

1. Reversier-Antriebsmechanismus mit einer Spindel (40) zum Ausführen einer hin- und hergehenden Bewegung, einer ersten Antriebseinrichtung für die Hin- und Herbewegung der Spindel, einer Einrichtung zum Dämpfen von Vibrationen, die durch die Hin- und Herbewegung der Spindel verursacht werden, die ein Ausgleichsgewicht (46) aufweist, das koaxial zur Spindel (40) angeordnet und mittels einer zweiten Antriebseinrichtung relativ zur Spindel (40) und gegenläufig zu dieser bewegbar ist, dadurch gekennzeich­ net, dass die Antriebseinrichtungen für die Spindel (40) und das Ausgleichsgewicht (46) eine Primär-Taumelscheibe (30) mit einem mit der Spindel (40) verbundene Antriebsarm (34) und eine Sekundär-Taumelscheibe (30') mit einem mit dem Ausgleichsgewicht (46) verbundenen Antriebsarm (35) aufweisen, wobei die Taumelscheiben (30, 30') unter einem die gegenläufige Bewegung gewährleistenden Winkel zueinander stehen.

2. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primär- und Se­ kundär-Taumelscheiben (30, 30') auf einer Zwischenwelle (24) montiert sind.

3. Mechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse und der Hub der Primär-Taumelscheibe (30) und der Spindel (40) mit der Masse und dem Hub der Sekundär-Taumelscheibe (30') und dem Ausgleichsgewicht (46) abgegli­ chen sind.

4. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (40) ein Werkzeug (42) trägt und daß die Axialkräfte, die durch den Hub und die Masse des Ausgleichsgewichts (46) verursacht werden, den durch den Hub und die kombinierte Masse der Spindel (40) und des Werkzeuges (42) verursachten Kräften ent­ sprechen.

5. Mechanismus nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Primär- und Sekundär-Taumelscheiben-Antriebsarme (34, 35) bezüglich der Achse der Zwischenwelle (24) über einen Umfangswinkel versetzt sind.

6. Hin- und hergehende Säge mit einem Werkzeug und einem Motor, gekennzeichnet durch einen Reversier-Antriebsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 5, der zwischen dem Motor (16) und dem Werkzeug (42) angeordnet ist, wobei das Werkzeug (42) durch die Spindel (40) angetrieben ist.