DE102010007081B4

DE102010007081B4 - Gewichtsreduzierte Führungsschiene aus Vollmaterial

Info

Publication number: DE102010007081B4
Application number: DE102010007081.5A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Fuchs Alexander; Dipl.-Ing. Leiter Michael
Original assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Current assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Priority date: 2010-02-06
Filing date: 2010-02-06
Publication date: 2023-11-09
Anticipated expiration: 2030-02-07
Also published as: US10751905B2; US20160096284A1; DE102010007081A1; US20110192039A1

Abstract

Führungsschiene für die Sägekette einer Motorkettensäge, bestehend aus einem länglichen Schienengrundkörper (3) aus Vollmaterial, der an einem Ende (4) einen Umlenkabschnitt (5) für die Sägekette (2) und an dem anderen Ende (7) einen Einspannabschnitt (8) zum Festlegen der Führungsschiene (1) aufweist, mit einer im Rand (9) des Schienengrundkörpers (3) ausgebildeten Führungsnut (10) zur Führung der Sägekette (2), und mit einer in einer Flachseite (13) des Schienengrundkörpers (3) ausgebildeten Gewichtsausnehmung (11), die sich im Wesentlichen längs des Schienengrundkörpers (3) zwischen dem Einspannabschnitt (8) und dem Umlenkabschnitt (5) erstreckt und durch eine Abdeckplatte (12) verschlossen ist, wobei in der Gewichtsausnehmung (11) eine die Abdeckplatte (12) abstützende Längsrippe (14, 15) angeordnet ist, die sich in Längsrichtung (19) des Schienengrundkörpers (3) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (12) mit einer Schweißnaht (31), insbesondere mit einer bifokalen Laserschweißnaht am Schienengrundkörper (3) festgelegt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Führungsschiene für die Sägekette einer Motorkettensäge, bestehend aus einem länglichen Schienengrundkörper aus Vollmaterial nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 36 12 024 A1 ist eine Führungsschiene aus Vollmaterial bekannt, in deren Grundkörper Durchbrechungen zur Gewichtsreduzierung eingebracht sind. Diese Durchbrechungen werden durch Abdeckplatten verschlossen, die mit den jeweiligen Flachseiten des Schienengrundkörpers bündig liegen. Um eine ausreichende Stabilität zu gewährleisten, müssen die Abdeckplatten präzise auf die Ansenkungen der Durchbrechungen angepasst sein, eingefügt und befestigt werden. Der Fertigungsaufwand hierfür ist hoch.
Aus der US 4 361 960 A ist eine gebaute Führungsschiene bekannt, deren Mittelplatte Aussparungen zur Ölführung in Form von Schlitzen aufweist, die durch die beiden Außenplatten abgedeckt sind.
Aus der EP 0 503 840 A1 ist eine gebaute Führungsschiene bekannt, deren Mittelteil eine durchgehende Öffnung aufweist, die von den beiden Seitenteilen verschlossen ist.
Aus der DE 203 15 680 U1 ist eine gebaute Führungsschiene bekannt, deren Mittelplatte einen Ölführungskanal aufweist. Der Ölführungskanal ist durch die beiden Außenplatten begrenzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Führungsschiene aus Vollmaterial mit Gewichtsausnehmungen derart weiterzubilden, dass eine einfache, präzise Fertigung bei hoher Steifigkeit der Führungsschiene gewährleistet ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß der erfindungsgemäßen Ausbildung ist die Gewichtsausnehmung zu nur einer Flachseite des Schienengrundkörpers offen, so dass auf nur einer Seite des Schienengrundkörpers eine Bearbeitung erfolgt. Die Gewichtsausnehmung erstreckt sich zwischen dem Einspannabschnitt der Führungsschiene und deren Umlenkabschnitt, wobei in der Gewichtsausnehmung eine die Abdeckplatte abstützende Längsrippe angeordnet ist. Dadurch ist die Abdeckplatte quer zur Längsrichtung der Führungsschiene abgestützt, was eine hohe Formstabilität sicherstellt.
Die Längsrippe erstreckt sich von dem einen Ende der Gewichtsausnehmung bis zu dessen anderen Ende und unterteilt die Gewichtsausnehmung in Teilausnehmungen. Dadurch liegen mehrere sich über die Länge des Schienengrundkörpers erstreckende Teilausnehmungen quer zur Längsrichtung des Schienengrundkörpers nebeneinander. Dies stärkt die Verwindungssteifigkeit der gewichtsreduzierten Führungsschiene aus Vollmaterial.
Erfindungsgemäß ist die Abdeckplatte mit einer Schweißnaht am Schienengrundkörper festgelegt. Die Abdeckplatte liegt bündig in einer Ebene mit der Flachseite des Schienengrundkörpers, wozu die Abdeckplatte in einer Ansenkung der Gewichtsausnehmung eingesetzt ist. Dabei liegt die Abdeckplatte derart in der Ansenkung, dass ihr Rand mit dem umlaufenden Rand der Gewichtsausnehmung einen Spalt bildet. In diesem Spalt ist eine Verbindungsnaht aufgenommen, welche die Abdeckplatte an den Schienengrundkörper festlegt. Dies erfolgt mittels einer Schweißnaht, insbesondere mit einer bifokalen Laserschweißnaht. Bei diesem Schweißverfahren werden zwei mit Abstand zueinander liegende Laserschweißstrahlen auf das Material gerichtet und die Kanten (umlaufender Rand der Gewichtsausnehmung und Rand der Abdeckplatte) verflüssigt, so dass der Spalt verfüllt wird. Eine derartige Schweißvorrichtung ist aus der DE 20 2004 017 854 U1 bekannt.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Ausnehmung belüftet, vorzugweise durch eine unterbrochene Verbindungsnaht.
Das Material der Abdeckplatte ist ein vorzugsweise vergüteter Stahl, der vorzugsweise einen gleichen oder höheren Kohlenstoffgehalt aufweist als der Schienengrundkörper. Zweckmäßig hat das Material der Abdeckplatte einen Härtegrad von 20 bis 58 HRC; ein Kohlenstoffgehalt von 0,25 % bis 1 % ist vorteilhaft. Das Material ist insbesondere 50CrMo4.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein nachfolgend im Einzelnen beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.
Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Führungsschiene aus Vollmaterial mit einer Gewichtsausnehmung und einer zugeordneten Abdeckplatte,
2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Führungsschiene mit in der Gewichtsausnehmung durch eine Verbindungsnaht festgelegter Abdeckplatte.

Die in 1 dargestellte Führungsschiene 1 dient der Führung einer Sägekette 2 an einer Motorkettensäge. Die Führungsschiene 1 besteht aus einem länglichen Schienengrundkörper 3 der Länge L, wobei an dem einen Ende 4 ein Umlenkabschnitt 5 für die Sägekette 2 vorgesehen ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Umlenkabschnitt 5 ein Anbauteil mit einem drehbaren Umlenkstern 6, der zwischen die Glieder der Sägekette 2 eingreift und diese im Umlenkbereich führt. Die Führungsschiene 1 kann auch eine Vollschiene sein.
Am anderen Ende 7 des Schienengrundkörpers 3 ist ein Einspannabschnitt 8 ausgebildet, der im gezeigten Ausführungsbeispiel einteilig mit dem Schienengrundkörper 3 vorgesehen ist.
Der Schienengrundkörper 3 hat in seinem Rand 9 eine Führungsnut 10 (2), in welchen Führungsabschnitte der Sägekette 2 eingreifen. Dadurch ist die Sägekette 2 in der Führungsnut 10 in Längsrichtung der Führungsschiene 1 geführt und gehalten, wobei sich die Führungsnut 10 im Umlenkabschnitt 5 ebenso fortsetzt wie über einen Teilbereich des Einspannabschnitts 8.
Der Schienengrundkörper 3 ist aus Vollmaterial wie vergüteter Stahl gefertigt, besteht also aus einem einstückigen Werkstück. Als Material wird vorzugsweise 50CrMo4 verwendet. Dies führt zu einer steifen, belastbaren Führungsschiene 1, welche zur Einsparung des Gewichts mit einer Gewichtsausnehmung 11 versehen ist. Diese Gewichtsausnehmung 11 erstreckt sich im Wesentlichen längs des Schienengrundkörpers 3 zwischen dem Einspannabschnitt 8 und dem Umlenkabschnitt 5 über mehr als die Hälfte der Länge des Schienengrundkörpers 3. Im gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Gewichtsausnehmung 11 im Wesentlichen von dem Einspannabschnitt 8 bis zum Umlenkabschnitt 5.
Die Gewichtsausnehmung 11 ist durch eine Abdeckplatte 12 verschlossen, die - wie in 2 dargestellt - in einer Ansenkung 22 der Flachseite 13 bündig mit einer Flachseite 13 am Schienengrundkörper 3 festgelegt ist.
Die Gewichtsausnehmung 11 ist eine trogartige, im Querschnitt rechteckige Ausnehmung und nur zu einer Flachseite 13 des Schienengrundkörpers 3 offen. Um die Abdeckplatte 12 über ihre Breite abzustützen ist vorgesehen, in der Gewichtsausnehmung 11 mindestens eine abstützende Längsrippe 14 vorzusehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind in der Gewichtsausnehmung 11 zwei Längsrippen 14, 15 vorgesehen, die sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Gewichtsausnehmung 11 in Längsrichtung 19 der Führungsschiene 1 erstrecken; dadurch wird die Gewichtsausnehmung in mehrere sich in Längsrichtung des Schienengrundkörpers 3 erstreckende Teilausnehmungen 16, 17, 18 aufgeteilt, so dass quer zur Längsrichtung 19 des Schienengrundkörpers 3 mehrere Teilausnehmungen nebeneinander liegen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel liegen drei Teilausnehmungen 16, 17, 18 nebeneinander.
Wie 1 zeigt, sind die Teilausnehmungen 16 und 18 etwa gleich lang und gleich groß, während die zwischen den Längsrippen 14 und 15 ausgebildete Teilausnehmung 17 kürzer und kleiner ist. Die Längsrippen 14 und 15 vereinigen sich vor dem Ende 20 der Gewichtsausnehmung 11 am Umlenkabschnitt 8 zu einem gemeinsamen Stützabschnitt 21. Dies ist zur Krafteinleitung im Bereich des Einspannabschnitts 8 vorteilhaft.
Wie 2 zeigt, ist der Rand der Gewichtsausnehmung 11 um die Dicke d der Abdeckplatte 12 abgesenkt, so dass die Abdeckplatte 12 in einer Ansenkung 22 liegt und die Außenseite 23 der Abdeckplatte 12 und die Flachseite 13 des Schienengrundkörpers 3 eine gemeinsame Ebene 24 bilden. Wie 2 zeigt, erstrecken sich die Längsrippen 14 und 15 in der Höhe vom Boden 25 der Gewichtsausnehmung 11 bis an die Abdeckplatte 12, so dass eine Abstützung der Abdeckplatte 12 auch bei Krafteinwirkung von außen gewährleistet ist.
Der Rand 28 der Abdeckplatte 12 liegt mit einem Abstand S zum umlaufenden Rand 26 der Gewichtsausnehmung 11 in der Ansenkung 22 des Schienengrundkörpers 3, so dass sich ein umlaufender Spalt 27 zwischen dem Rand 28 der Abdeckplatte 12 und dem umlaufenden Rand 26 der Ansenkung 22 ergibt. Die Auflagefläche 29 der Abdeckplatte 12 in der Ansenkung 22 ist quer zur Längsrichtung 19 des Schienengrundkörpers 3 größer als die Breite S des Spalts 27, so dass unabhängig von der Position der Abdeckplatte 12 in der Ansenkung 22 immer ein vollständiges Abdecken der Teilausnehmungen 16, 17 und 18 gewährleistet ist. Dabei ist vorgesehen, dass die durch die Gewichtsausnehmung 11 entstehenden Hohlräume belüftet sind; dies kann durch BelüftungsÖffnungen 30 vorgesehen sein oder aber durch eine partiell unterbrochene Verbindungsnaht 31, durch die die Abdeckplatte 12 in der Ansenkung 22 des Schienengrundkörpers 3 festgelegt ist. Die Belüftung wird nach Fertigstellung der Führungsschiene 1 vorzugsweise verschlossen, z. B. durch einen Stopfen oder dgl.
Wie 2 zeigt, füllt die Verbindungsnaht 31 den Spalt 27 weitgehend vollständig aus. Die Verbindungsnaht kann durch Hartlöten, Kleben, Schweißen oder dgl. gebildet werden, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform die Verbindungsnaht durch Laserschweißen hergestellt ist. Hierzu eignet sich insbesondere bifokales Laserschweißen, wie es in der DE 20 2004 017 854 U1 beschrieben ist. Durch diese Technik ist eine gute Verbindung ohne Verzug herzustellen. Die Laserstrahlen verflüssigen sowohl den umlaufenden Rand 28 der Abdeckplatte 12 als auch den Rand 26 der Ansenkung 22, wodurch die Schweißnaht den umlaufenden Spalt 27 füllt bzw. überbrückt. Wie 2 zeigt, bildet sich eine Schweißnaht 31 im Spalt 27 aus, die dicker als die Tiefe der Ansenkung 22 ist. Die Dicke T der Schweißnaht 31 entspricht vorzugsweise etwa der doppelten bis dreifachen Dicke d der Abdeckplatte 12. Die Abdeckplatte 12 hat eine Dicke d von 0,5 mm bis 1 mm, vorzugsweise 0,75 mm.
Der Schienengrundkörper 3 besteht aus einem hochwertigen, vergüteten Stahl, vorzugsweise 50CrMo4. Die Abdeckplatte 12 besteht aus einem Stahl mit dem Härtegrad 20 bis 58 HRC Härtegrad nach Rockwell; vorzugsweise hat das Material einen Kohlenstoffgehalt in einem Bereich von 0,25 % bis 1 %. In Weiterbildung der Erfindung ist die Abdeckplatte 12 aus einem vergüteten Stahl gebildet, der nach der Erfindung einen höheren Kohlenstoffgehalt aufweisen kann als der Schienengrundkörper 3. Insbesondere besteht die Abdeckplatte 12 aus einem vergüteten Stahl 50CrMo4. Es kann zweckmäßig sein, die Abdeckplatte 12 aus dem gleichen Material auszubilden wie den Schienengrundkörper 3.

Claims

Führungsschiene für die Sägekette einer Motorkettensäge, bestehend aus einem länglichen Schienengrundkörper (3) aus Vollmaterial, der an einem Ende (4) einen Umlenkabschnitt (5) für die Sägekette (2) und an dem anderen Ende (7) einen Einspannabschnitt (8) zum Festlegen der Führungsschiene (1) aufweist, mit einer im Rand (9) des Schienengrundkörpers (3) ausgebildeten Führungsnut (10) zur Führung der Sägekette (2), und mit einer in einer Flachseite (13) des Schienengrundkörpers (3) ausgebildeten Gewichtsausnehmung (11), die sich im Wesentlichen längs des Schienengrundkörpers (3) zwischen dem Einspannabschnitt (8) und dem Umlenkabschnitt (5) erstreckt und durch eine Abdeckplatte (12) verschlossen ist, wobei in der Gewichtsausnehmung (11) eine die Abdeckplatte (12) abstützende Längsrippe (14, 15) angeordnet ist, die sich in Längsrichtung (19) des Schienengrundkörpers (3) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (12) mit einer Schweißnaht (31), insbesondere mit einer bifokalen Laserschweißnaht am Schienengrundkörper (3) festgelegt ist.
Führungsschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtsausnehmung (11) zu nur einer Flachseite (13) des Schienengrundkörpers (3) offen ist.
Führungsschiene nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsrippe (14, 15) die Gewichtsausnehmung (11) in Teilausnehmungen (16, 17, 18) teilt.
Führungsschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Teilausnehmungen (16, 17, 18) quer zur Längsrichtung (19) des Schienengrundkörpers (3) nebeneinander liegen.
Führungsschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Gewichtsausnehmung (11) im Wesentlichen von dem Einspannabschnitt (8) bis zum Umlenkabschnitt (5) erstreckt.
Führungsschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die abstützende Längsrippe (14, 15) sich bis zu einer Absenkung (22) erstreckt, die einen Abstand zur Flachseite (13) des Schienengrundkörpers (3) aufweist.
Führungsschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite (23) der Abdeckplatte (12) in einer Ebene (24) mit der Flachseite (13) des Schienengrundkörpers (3) liegt.
Führungsschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (28) der Abdeckplatte (12) mit dem umlaufenden Rand (26) der Gewichtsausnehmung (11) einen Spalt (27) begrenzt.
Führungsschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnaht (31) den umlaufenden Spalt (27) überbrückt, insbesondere füllt.
Führungsschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (11, 16, 17, 18) belüftet ist, vorzugsweise durch eine unterbrochene Verbindungsnaht (31).
Führungsschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Abdeckplatte (12) einen Härtegrad von 20 bis 58 HRC aufweist.
Führungsschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Abdeckplatte (12) einen Kohlenstoffgehalt von 0,25 % bis 1 % aufweist.
Führungsschiene nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Abdeckplatte (12) ein vergüteter Stahl ist.
Führungsschiene nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Abdeckplatte (12) einen gleichen oder höheren Kohlenstoffgehalt aufweist als der Schienengrundkörper (3).
Führungsschiene nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (12) aus 50CrMo4 besteht.