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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf das Gebiet
von Stichsägen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Stichsägen werden
verwendet, um verschiedene Gegenstände, wie etwa Metallrohre,
Holz und Trockenbauwände
zu schneiden. Derartige Sägen enthalten
für gewöhnlich ein
Gehäuse
und einen Stößel, der
im Gehäuse
angebracht ist und eine Wechselhubbewegung entlang einer Achse ausführt, die parallel
zur Längsrichtung
des Stößels verläuft. Ein Elektromotor
treibt den Stößel über eine
mechanische Wechselhubvorrichtung an, die die Drehbewegung einer
Motorwelle in eine Wechselhubbewegung umwandelt. Derartige mechanische
Wechselhubvorrichtungen können
beispielsweise eine Exzentervorrichtung beinhalten, wie sie im US-Patent
No. 5.079.844 beschrieben ist, oder einen Taumelscheibenantrieb,
wie er in den US-Patenten No. 5.025.562 und 5.050.307 beschrieben
ist.
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Bei
einigen Stichsägen
führt der
Stößel eine kreisartige
Wechselhubbewegung im Gegensatz zu einer geradlinigen Wechselhubbewegung
aus. Die kreisartige Bewegung ist durch eine Vorwärtsbewegung
(in Schnittrichtung) des Sägeblattes
gekennzeichnet, wenn das Sägeblatt
beim Schnitthub hin zur Säge
zurückgezogen
wird, und durch eine entsprechende Rückwärtsbewegung (entgegengesetzt zur
Schnittrichtung) des Sägeblattes,
wenn das Sägeblatt
beim Rücklaufhub
von der Säge
weg ausgefahren wird. Dies führt
zu einem zirkularen oder kreisartigen Bewegungsweg des Sägeblattes.
Es wird davon ausgegangen, daß eine
derartige Bewegung die Geschwindigkeit erhöht, mit der die Säge ein Werkstück schneidet,
indem das Sägeblatt
während
des Schnitthubs in das Werkstück
vorgetrieben und das Sägeblatt
beim Rücklaufhub
aus dem Werkstück
zurückgezogen
wird.
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Die
kreisartige Bewegung wurde auf vielfältige Art und Weise erreicht.
In den US-Patenten
No. 4.238.884 und 4.628.605 wird beispielsweise eine vorwärts gerichtete
Kraft (in Schnittrichtung) durch eine Sägeblattrolle direkt auf das
Sägeblatt
während des
Schnitthubs ausgeübt,
wobei die Vorwärtsbewegung
des Sägeblattes
durch eine nicht starre Verbindung zwischen dem Stößel und
dem Antriebsmechanismus aufgenommen wird. Im US-Patent No. 5.212.887
führt der
Stößel die
Wechselhubbewegung durch eine schwenkbar angebrachten Lagerbuchse
aus, wobei das hintere Ende des Stößels mit einem Exzenterelement
verbunden ist, das die Vorwärts-Rückwärtsbewegung
am Stößel erzeugt.
In den US-Patenten No. 4.962.588 und 4.550.501 wird das hintere
Ende des Stößels durch
eine Verbindung mit einem Nockenelement an einem rotierenden Zahnrad
vorwärts-/rückwärtsbewegt,
und im US-Patent No. 5.392.519 wird die Vorwärts-/Rückwärtsbewegung
durch eine Verbindung mit einem Exzenterelement erzeugt.
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Das
US-Patent No. 4.238.884 beschreibt eine tragbare elektrische Pendelhubstichsäge mit einstellbarer
Kreisbewegung, die einen verbesserten manuell einstellbaren Kreisantriebsmechanismus enthält, der
eine gleichförmige,
ununterbrochene Kreisbewegung auf ein sich auf- und abwärts bewegendes
Sägeblatt
ohne Bewegungsverlust von einer Maximalkreisbetriebsart bis zu einer
rückwärts gerichteten
Kreisbetriebsart überträgt, bei
der das Sägeblatt
die Wechselhubbewegung entlang einer geraden Linie ausführt.
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Das
US-Patent No. 3.945.120 beschreibt einen Vibrationsdämpfungs-
und Wärmesenkmechanismus
für eine
elektrische Stichsäge.
Eine Aufnahmeführung
dient sowohl als Gegengewicht als auch als Wärmesenke. Die Zugwelle für einen
Exzenter, der eine derartig begrenzte axiale und radiale Bewegung
erzeugt, treibt ebenfalls einen Taumelmechanismus an, der eine Sägeblattaufnahme
auf- und abwärts
bewegt, die gleitend in einer Aufnahmeführung angebracht ist. Der Schwerpunkt
der Aufnahmeführung
bewegt sich auf einer elliptischen Bahn.
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Übersicht über die
Erfindung
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Die
Verwendung von Blattrollen, Nockenflächen und Exzenterelementen
kann unnötig
kompliziert und teuer sein. Weiterhin neigen derartige Vorrichtungen
zum Verschleiß,
und einige können
unerwünschte
Vibrationen auf die Säge übertragen.
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Demzufolge
besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine Säge anzugeben,
die die bessere Schnittleistung von Pendelhubsägen ohne die Komplexität erreicht,
die für
die kreisartige Bewegung erforderlich ist. Ein weiteres Ziel der
vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorwärtsbewegung des Sägeblattes
während
des Schnitthubs zu erreichen, ohne auf die Kreisbewegung zurückzugreifen.
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Die
oben genannten Ziele werden durch ein Verfahren gemäß Anspruch
1 erreicht. Mit Hilfe dieses Verfahrens folgt das vordere Ende des
Stößels einem
Weg, der nicht kreisförmig
ist und somit unter Verwendung eines weitaus einfacheren Machanismus' erzielt werden kann.
Darüber
hinaus kann das vordere Ende des Stößels auf einem neutralen Weg oder
alternativ dazu auf einem schrägen
Weg bewegt werden, der in das Werkstück eintaucht.
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Darüber hinaus
verfügt
der Stößel über eine erste
Schnittrichtung und eine zweite Schnittrichtung, die der ersten
Schnittrichtung entgegengesetzt ist. Das Verfahren umfaßt die Schritte
des Bewegens des vorderen Endes entlang eines ersten Schnittweges
während
des Schnitthubs, wobei der erste Schnittweg durch eine Bewegung
gekennzeichnet ist, die wenigstens teilweise in der ersten Schnittrichtung
erfolgt, Zurückziehen
des vorderen Endes entlang eines Rücklaufhubs (z. B. entlang des
ersten Schnittwegs), und des Einstellens der Säge derart, daß sich das
vordere Ende entlang eines zweiten Schnittwegs während des Schnitthubs bewegt,
wobei der zweite Schnittweg die Bewegung enthält, die wenigstens teilweise
in der zweiten Schnittrichtung erfolgt. Vorzugsweise kann die Säge auch
so eingestellt werden, daß sich
das vordere Ende entlang eines neutralen Schnittweges während des
Schnitthubs bewegt, wobei der neutrale Schnittweg durch eine Bewegung
gekennzeichnet ist, die im wesentlichen senkrecht zur ersten und
zur zweiten Schnittrichtung erfolgt. Mit Hilfe dieses Verfahrens
kann die Säge
verwendet werden, um einen Tauchschnitt beim Schneiden auf Stoß oder auf
Zug auszuführen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist eine Teilseitenschnittansicht
einer Stichsäge
als Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei sich das Führungselement in einer Stoßschnittstellung
befindet und der Stößel vollständig zurückgezogen
ist.
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2 ist eine Teilseitenschnittansicht
von 1, wobei der Stößel sich
in einer vollständig
ausgefahrenen Stellung befindet.
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3 ist eine Frontansicht
der Stichsäge aus 1.
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4 ist eine rechte Teilansicht
der Stichsäge
aus 1.
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5 ist eine Schnittansicht
entlang der Linie 5-5 aus 1.
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6 ist eine Schnittansicht
entlang der Linie 6-6 aus 1.
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7 ist eine rechte Seitenansicht
der Stichsäge
entlang der Linie 7-7 aus 5.
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8 ist eine Schnittansicht
entlang der Linie 8-8 aus 5.
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9 ist eine Schnittansicht
entlang der Linie 9-9 aus 5.
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10 ist eine Perspektivansicht
des Gehäuseeinsatzes,
des Folgerelementes, des exzentrischen Nockenelementes und des Einstellknopfes.
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11 ist eine Teilseitenansicht
der inneren Antriebselemente der Stichsäge aus 1, wobei sich das Führungselement in einer neutralen
oder nicht pendelnden Stellung befindet.
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12 ist eine Teilseitenansicht
der inneren Antriebselemente der Stichsäge aus 1, wobei sich das Führungselement in einer Zugsägestellung befindet.
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Detaillierte Beschreibung
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1 und 2 zeigen eine Stichsäge 20 als Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Stichsäge 20 enthält im wesentlichen
ein Hauptgehäuse 22,
einen Stößel 24,
der hin und her bewegbar im Gehäuse 22 angebracht
ist, sowie ein Gegengewicht 26 das im Gehäuse hin
und her bewegbar ist. Der Stößel 24 umfaßt ein vorderes
Ende 28, daß das Sägeblatt 30 aufnimmt,
daß derart
ausgebildet ist, daß es
in einer Schnittrichtung 32 (d. h. in Richtung der Sägezähne), entgegengesetzt
zu einer Nicht-Schnittrichtung 34 schneidet. Der Stößel bewegt
das Sägeblatt 30 zwischen
einem Sägehub (normalerweise
hin zum Gehäuse 22)
und einem Rücklaufhub
(normalerweise vom Gehäuse 22 weg) hin
und her. Das Gegengewicht 26 erzeugt eine Vibrationsverringerungskraft,
die wenigstens teilweise den Kräften
entgegenwirkt, die durch die Bewegung des Stößels 24 und des Sägeblattes 30 erzeugt
werden.
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Eine
Antriebseinrichtung in Gestalt eines Elektromotors (nicht gezeigt)
ist im Gehäuse 22 befestigt.
Der Motor enthält
ein Antriebsritzel 36, das in ein Zahnrad 38 greift,
das auf einer Zwischenwelle 40 angebracht ist, die drehbar
im Gehäuse 22 gelagert ist.
Eine Taumelwelle 42 befindet sich über der Zwischenwelle 40 und
ist derart beschaffen, das sie eine erste und eine zweite Taumelscheibe 44, 46 auf
herkömmliche
Weise antreibt. Die erste Taumelscheibe 44 enthält einen
ersten Antriebsarm 48, der sich durch einen Schlitz (50) im Gegengewicht 26 erstreckt,
um antriebsmäßig in den
Wechselhubstößel 24 einzugreifen.
Die zweite Taumelscheibe 46 enthält einen zweiten Antriebsarm 52 der
antriebsmäßig mit dem
Gegengewicht 26 in Eingriff steht.
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Zusätzlich zur
Anbringung für
eine Wechselhubbewegung ist der Wechselhubstößel 24 derart angebracht,
daß er
eine Pendelbewegung relativ zum Gehäuse 22 ausübt. Eine
derartige Pendelbewegung wird durch eine kugelförmige Lagerbuchse 54 ermöglicht,
die innerhalb des Gehäuses 22 angebracht
ist. Die kugelförmige
Lagerbuchse 54 pendelt relativ zum Gehäuse 22, und der Wechselhubstößel 24 pendelt
durch diese Lagerbuchse 54. Es wird darauf hingewiesen,
daß anstelle
der kugelförmigen
Lagerbuchse 54, die Lagerbuchse 54 eine ebene
Lagerbuchse enthalten könnte,
die im Gehäuse 22 derart
angebracht ist, daß sie
um eine horizontale Achse schwenkt.
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Der
dargestellte Wechselhubstößel 24 ist derart
beschaffen, daß er
Bewegungen in drei ausgeprägten
Richtungen ausführt:
eine Stoßsäge-Pendelbewegung,
eine neutrale oder Nicht-Pendelbewegung und eine Zugsäge-Pendelbewegung. 1 und 2 zeigen die Stoßsäge-Pendelbewegung. Eine derartige
Bewegung wird infolge der Verbindung zwischen dem Stößel 24 und
einem geneigten Führungselement 56 erzeugt.
Diese Verbindung erfolgt durch die Verbindung zwischen dem hinteren
Ende 58 des Stößels 24 und
dem Gegengewicht 26 und weiterhin durch die Verbindung
zwischen dem Gegengewicht 26 und dem geneigten Führungselement 56.
insbesondere ist das hintere Ende 58 des Stößels 24 derart
beschaffen, daß es
vom Gegengewicht 26 gehalten wird und darin gleitet. Demzufolge
führt eine schräge Bewegung
(d. h. eine winkelige Bewegung relativ zur Längsrichtung des Wechselhubstößels 24) des
Gegengewichtes 24 zu einer schrägen Bewegung des hinteren Endes
des Stößels 24 und
zu einer Pendelbewegung des Stößels 24 um
die kugelförmige
Lagerbuchse 54.
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Zusätzlich zum
Sitz auf dem Wechselhubstößel 24 ist
das Gegengewicht 26 unter Bezugnahme auf 5 gleitend mit dem Führungselement 56 verbunden.
Diesbezüglich
sind zwei Folgerelemente in Gestalt von Lagern 60 an gegenüberliegenden
Seiten des Gegengewichtes 26 befestigt, die gleitend in einen
Schlitz 62 im Führungselement 56 greifen.
Da das Führungselement 56 im
Bezug auf die Längsrichtung
des Gegengewichtes 26 geneigt ist (wie es in 1 gezeigt ist), führt die
Gleitwirkung zwischen dem Gegengewicht 26 und dem Führungselement 56 zu
einer schrägen
Bewegung des Gegengewichtes 26, wenn sich das Gegengewicht 26 innerhalb
des Gehäuses 22 hin
und her bewegt. Insbesondere wenn das Gegengewicht 26 aus
der Position in 1 in
die Position in 2 bewegt
wird, bewegt sich das Gegengewicht 26 innerhalb des Gehäuses nach
unten (wie in 1 und 2 zu sehen), was zu einer
Aufwärtsbewegung
sowohl des vorderen Endes 28 des Stößels 24 als auch des
entsprechenden Sägeblattes 30 führt. Während dieser
Aufwärtsbewegung
des Sägeblattes 30,
fährt der
Stößel 24 aus.
Wird der Stößel 24 zurückgezogen,
wird das Gegengewicht 26 ausgefahren und bewegt sich geringfügig nach
oben, wobei es dem Führungselement 56 folgt.
Eine derartige Aufwärtsbewegung
des Gegengewichtes 26 führt
zu einer Abwärtsbewegung
des Sägeblattes 30. Demzufolge
ist zu erkennen, daß sich
das Sägeblatt während des
Sägehubs
(d. h. in Sägerichtung 32)
geringfügig
nach unten und während
des Rücklaufhubs (d.
h. in der Nicht-Sägerichtung)
geringfügig
nach oben bewegt. Der Sägehub
und der Rücklaufhub
erfolgen jedoch entlang desselben Wegs, weshalb das Sägeblatt 30 auf
diesem Weg nicht pendelt.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
ist der Schlitz 62 im Führungselement 56 im
wesentlichen linear. Alternativ dazu kann der Schlitz bogenförmig sein.
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Um
die schräge
Bewegung des Gegengewichtes 26 aufzunehmen, erfolgt die
Verbindung zwischen dem zweiten Antriebsarm 52 und dem
Gegengewicht 26 durch ein kugelförmiges Gleitlager 64,
wie es in 6 zu sehen
ist. Insbesondere sorgt das kugelförmige Gleitlager 64 für eine Pendelbewegung zwischen
dem zweiten Antriebsarm 52 und dem Gegengewicht 26,
wobei der zweite Antriebsarm 52 ebenfalls innerhalb des
kugelförmigen
Gleitlagers 64 gleiten kann, um eine Querbewegung des Gegengewichtes 26 relativ
zum zweiten Antriebsarm 52 aufzunehmen. In ähnlicher
Weise ist der erste Antriebsarm 48 mit dem Stößel 24 durch
ein kugelförmiges
Gleitlager (nicht gezeigt) verbunden.
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Um
eine Einstellung des Weges des Sägeblattes 30 zu
ermöglichen,
ist der Winkel des Führungselementes 56 einstellbar.
Insbesondere ist unter Bezugnahme auf 3–5 und 7–9 das Führungselement 56 schwenkbar
an einem Gehäuseeinsatz 66 durch
ein Schwenkelement 68 angebracht. Die Winkeleinstellung
des Führungselementes 56 erfolgt durch
Drehung eines Einstellknopfes 70. Der Einstellknopf 70 kann
gedreht werden, um eine Drehung an einem exzentrischen Nockenelement 72 zu
bewirken, das über
eine Exzenterstift 74 verfügt, der gleitend in einen Einstellschlitz 76 im
Führungselement 56 eingreift.
Wenn das exzentrische Nockenelement 72 gedreht wird, erzeugt
der Exzenterstift 74 eine Querbewegung am vorderen Ende 78 des
Führungselementes 56,
wodurch eine Drehung des Führungselementes 56 um
das Schwenkelement 68 bewirkt wird.
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Um
die Stellung des Führungselementes 56 zu
sichern, ist der Einstellknopf 70 unter Bezugnahme auf 10 mit zwei Zähnen 809 versehen,
die so beschaffen sind, daß sie
wahlweise mit drei Paaren entsprechender Ausnehmungen 82 im
Gehäuseeinsatz 66 in
Eingriff gelangen. Der Einstellknopf 70 ist zum Gehäuseeinsatz 66 hin
durch eine Feder 84 und einen entsprechenden Federanschlag 86 vorgespannt,
der am exzentrischen Nockenelement 72 befestigt ist. Die
Drehung des Einstellknopfes 70 erfolgt durch Ziehen des
Einstellknopfes 70 weg vom Gehäuseeinsatz 66, bis
die Zähne 80 aus
den Ausnehmungen 82 im Gehäuseeinsatz 66 gelöst sind.
Anschließend
kann der Einstellknopf 70 gedreht werden, bis die Zähne 80 mit
einem Paar Ausnehmungen 82 ausgerichtet sind. Der Einstellknopf 70 kann dann
freigegeben werden, wodurch die Feder 84 den Einstellknopf 70 und
die entsprechenden Zähne 80 hin
zum Gehäuseeinsatz 66 und
in die entsprechenden Ausnehmungen 82 drückt. Die
Positionen der drei Paare von Ausnehmungen 82 im Gehäuseeinsatz 66 entsprechen
den drei gewünschten
Bewegungen des Sägeblattes 30:
Stoßsäge-Pendelbewegung,
neutrale oder Nicht-Pendelbewegung
und Zugsäge-Pendelbewegung.
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11 zeigt die Stichsäge 20 mit
dem Führungselement 56 in
der neutralen oder Nicht-Pendelstellung, was zu einer Bewegung des
vorderen Endes 28 des Wechselhubstößels 24 auf einem
Weg führt,
der sich vom oberen Weg unter Bezugnahme auf 1 unterscheidet. Eine derartige Positionierung
des Führungselementes 56 wird
durch Drehen des Einstellknopfes 70 erreicht, wie es oben
detaillierter beschrieben wurde. Mit dem Führungselement 56 in
dieser Stellung pendeln das Gegengewicht 26 und der Stößel 24 unwesentlich
um die kugelförmige Lagerbuchse 54,
was zu einer neutralen oder nicht-pendelnden Bewegung des Sägeblattes
führt. Die
neutrale Bewegung des Sägeblattes 30 ist
im allgemeinen in 11 dargestellt,
wobei die vollständig ausgefahrene
Position des Sägeblattes 30 mit
Vollinien und die vollständig
zurückgezogene
Position des Sägeblattes 30 mit
Strichlinien gezeigt ist. Mit dem Führungselement 56 in
dieser Position kann die Stichsäge 20 entweder
für Sägen auf
Zug (wie dargestellt) oder Sägen
auf Stoß verwendet
werden.
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12 zeigt die Stichsäge 20 mit
dem Führungselement 56 in
einer Zugsäge-Pendelstellung, was
zu einer Bewegung des vorderen Endes 28 des Wechselhubstößels 24 auf
einem Weg führt,
der sich von jenen unter Bezugnahme auf 1 und 11 unterscheidet.
Wie es oben erläutert
wurde, wird eine derartige Positionierung des Führungselementes 56 durch
Drehen des Einstellknopfes 70 in die geeignete Position
bewerkstelligt. Mit dem Führungselement 56 in
dieser Stellung, folgt das Sägeblatt 30 dem
dargestellten Weg, wobei die vollständig ausge fahrene Position
des Sägeblattes 30 mit
Vollinien und die vollständig
zurückgezogene
Position des Sägeblattes 30 mit
Strichlinien gezeigt ist. Mit dem Führungselement 56 in
dieser Position kann die Stichsäge 20 zum
Sägen auf
Zug in einer Schnittrichtung verwendet werden, die jener von 1 entgegengesetzt ist.
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Die
vorangehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung diente lediglich
der Veranschaulichung und Erläuterung.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen
dienen weiterhin der Erklärung
bester Arten zur Ausführung
der Erfindung und dazu, daß andere
Fachleute die Erfindung bei derartigen oder anderen Ausführungsformen
und mit unterschiedlichen Abänderungen
verwenden, die durch die speziellen Einsätze oder Verwendungen der vorliegenden
Erfindung erforderlich sind, wie es in den anhängenden Ansprüchen definiert
ist.