DE1077023B

DE1077023B - Getriebeanordnung, insbesondere fuer den Antrieb von Handwerkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE1077023B
Application number: DES50260A
Authority: DE
Inventors: Albert Kaufmann
Original assignee: Scintilla AG
Current assignee: Scintilla AG
Priority date: 1955-10-25
Filing date: 1956-09-06
Publication date: 1960-03-03
Also published as: US2841993A

Description

Getriebeanordnung, insbesondere für den Antrieb von Handwerkzeugmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Getriebeanordnung, insbesondere für den Antrieb von Handwerkzeugmaschinen mit Antriebsmotor und einem geradlinig hin- und herzubewegenden Getriebeteil sowie einem zwischen Motor und dem getriebenen Element vorgesehenen Umlauftrieb zur Umsetzung der Drehbewegung des Antriebsmotors in eine geradlinige Oszillationsbewegung des getriebenen Teiles und ferner mit einer Vorrichtung zum Massenausgleich seiner hin- und herbewegbaren Teile mit Hilfe zweier mit gleicher Winkelgeschwindigkeit gegenläufig zueinander umlaufender Räder, die exzentrisch angeordnete Schwungmassen tragen.
Es sind bereits in ein motorisch angetriebenes Handwerkzeug eingebaute Vorrichtungen zur Umwandlung der rotierenden Antriebsbewegungen des Motors in eine praktisch erschütterungsfreie und geradlinig hin- und hergehende Bewegung eines Werkzeugsbekanntgeworden, beidenen aneinemKurbeltrieb ein geradlinig sich bewegender Kurbelzapfen außermittig und drehfest mit einem sich drehenden, angetriebenen Zahnrad verbunden ist, welches an einem feststehenden Innenzahnkranz abrollen kann. Bei diesen Anordnungen ist der Teilkreisradius des an dem feststehenden Innenzahnkranz abrollenden Zahnrades gleich dem halben Radius des Teilkreises des feststehenden Innenzahnkranzes und der Exzentrizität des Kurbelzapfens. Zum Ausgleich der bei der hin-und hergehenden Bewegung des Werkzeugs entstehenden Schüttelschwingungen ist eine rotierende Trommel vorgesehen, die an einer Stirnseite einen Zahnkranz hat und ein walzenförmiges Kurbelorgan in ihrem Innenhohlraum aufnimmt, das als Ausgleichgewicht dient und den Kurbelzapfen trägt. Derartige Ausgleichsvorrichtungen sind teuer in der Herstellung und erzeugen zudem bei ihrem Umlauf senkrecht zur Arbeitsbewegung des Werkzeugs gerichtete Querschwingungen, die eine Handhabung des Handgeräts erschweren. Außerdem sind elektrische Stichsägemaschinen bekanntgeworden, bei denen zusätzlich zu dem mit einem Kurbelzapfen versehenen, mit dem Ankerwellenritzel des Antriebsmotors kämmenden Stirnrad eine annähernd in der gleichen Ebene liegendes, auf der gegenüberliegenden Seite des Ritzels mit diesem kämmendes, zweites, gleich großes Stirnrad angeordnet ist, das ebenfalls einen Kurbelzapfen trägt, mit dem ein parallel zum Werkzeug, jedoch zu diesem entgegengesetzt laufendes Ausgleichgewicht angetrieben wird.
Die Erfindung geht von den ebenfalls bekannten Stichsägemaschinen aus, bei denen zum Schwingungsausgleich zwei in einander entgegengesetzten Drehrichtungen mit gleichförmiger Geschwindigkeit umlaufende Schwingungsausgleichsmassen mit exzentrisch zu ihren Drehachsen angeordneten Schwerpunkten vorgesehen sind. Zur Umkehrung der Drehrichtung der beiden je eine Schwingungsausgleichsmasse tragenden Zahnräder ist bei dieser Getriebeanordnung ein Zwischenrad erforderlich, durch welches die Baulänge der Getriebeanordnung vergrößert wird.
Ein Getriebe, mit dem sowohl der Massenausgleich als auch die Umwandlung der Drehbewegung des Antriebsmotors in eine Oszillationsbewegung erzielt wird, ergibt sich bei einer insbesondere für den Antrieb von Handwerkzeugmaschinen dienenden Anordnung der eingangs beschriebenen Art, wenn gemäß der Erfindung von den die Schwungmasse tragenden, in Achsrichtung nebeneinander angeordneten Rädern eines der beiden Räder als innenverzahntes Kronrad, das andere als außenverzahntes Stirnrad ausgebildet ist, wobei der Zahnkranz des Kronrades dem Stirnrad zugekehrt ist, und zwischen. die Zähne beider Räder ein mit der Motorwelle gekuppeltes gemeinsames Antriebsritzel eingreift, dessen Achse parallel zu den Drehachsen der genannten Räder verläuft, und weiterhin das innenverzahnte Kronrad mit einem Exzenterbolzen versehen ist, der in eine mit der Führungsstange für das Werkzeug verbundene Kreuzkopfführung zur Umwandlung der Drehbewegung des Motors in eine Oszillationsbewegung eingreift. In der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiele der Erfindung zwei elektromotorisch angetriebene Stichsägen dargestellt. Es zeigt Fig. 1 die Stichsäge teilweise in der Ansicht und teilweise im Längsschnitt durch ihren Getriebeteil, Fig. 2 das Getriebe der Stichsäge nach Fig. 1 im Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 und Fig.3 im Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1; Fig.4 zeigt einen entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 geführten Schnitt durch den Getriebedeckel der Stichsäge nach Fig. 1, während in Fig.5 als zweites Ausführungsbeispiel eine andere Stichsäge in ihrem Längsschnitt dargestellt ist.
In einer ersten Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 4 ist im Gehäuse 1 ein nicht gezeichneter Antriebsmotor eingebaut, dessen Welle 2 in einem Lager 3 gelagert und am Ende als Motorritzel 4 ausgebildet ist. Das Gehäuse 1 dient gleichzeitig als Handgriff zum freihändigen Führen. des Gerätes, indem dasselbe mittels einer Fußplatte 17 auf dem zu bearbeitenden Werkstoff aufliegend in beliebigen Richtungen geführt werden kann. Der dem Motor entgegengesetzte Gehäuseteil ist als Getriebekopf 1' ausgebildet, worin die Getriebeteile untergebracht sind. Der Abschluß des Getriebekopfes ist durch einen Getriebedeckel s gebildet, dessen Befestigungsmittel in der Zeichnung nicht dargestellt sind; sie können irgendwelcher bekannter Art sein. Der Getriebedeckel weist zwei Führungen 6, 6' auf, in welchen das oszillierend antreibbare Organ, ein zylindrischer Werkzeughalter 7, längsverschiebbar gelagert ist. An seinem unteren Ende trägt der Werkzeughalter 7 das vom Motor zu betätigende Werkzeug, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Säge 8 ist.
Im Hohlraum des Getriebekopfes 1' ist das Ausgleichgetriebe angeordnet, das gleichzeitig auch die motorische Kraft vom Motorritzel4 auf den oszillierend bewegten Werkzeughalter 7 überträgt. Im Gehäuse 1' ist eine Versenkung 9 eingearbeitet, in welcher eine starre Achse 10 zentriert und durch Schrauben 11 befestigt ist. Die Achse weist zwei zueinander exzentrisch versetzte Laufflächen auf, von denen die eine, 10', ein Stirnrad 12 und die zweite, 10", ein innenverzahntes Zahnrad 13 drehbar trägt. Das Stirnrad 12 kämmt direkt mit den Zähnen des beiden Rädern gemeinsamen Motorritzels 4; das innenverzahnte Rad 13 umfaßt jedoch das Ritzel4 und kämmt mit dessen Zähnen auf der dem Stirnrad gegenüberliegenden Seite. Zu diesem Zwecke entspricht die Größe der Exzentrizität e der beiden Laufflächen 10' und 10" zueinander dem Teilkreisdurchmesser des Motorritzels 4, gleiche Zähnezahlen der Räder 12 und 13 vorausgesetzt, aus dem Umstande, daß die beiden Zahnräder 12 und 13 auf einander gegenüberliegenden Seiten des Motorritzels mit seinen Zähnen kämmen, ergeben sich ohne weiteres entgegengesetzte Drehrichtungen derselben.
Das Rad 13 trägt auf der Außenseite einen festen Kurbelzapfen 14, auf dem eine Drehrolle 15 aufgesetzt ist. Die Drehrolle kann unmittelbar auf den Kurbelzapfen, oder, wie gezeichnet, unter Zwischenlage von reibungsvermindernden Wälzchen 20 aufgesetzt sein. Mit dem Werkzeughalter 7 ist ein Kurbelschleifenteil 16 verbunden, mit welchem der Kurbelzapfen 14 des Rades 13 über die Rolle 15 in bekannter Weise zusammenwirkt, indem beim Umlaufen des Rades die Kurbel in der Bahn 16' des Teiles 16 hin- und herrollt und die oszillierenden Bewegungen des Werkzeughalters 7 erzeugt. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist nicht an die Verwendung einer Kurbelschleife gebunden, um die oszillierenden Bewegungen des Werkzeughalters zu erzeugen. Unter entsprechender Ausbildung der bezüglichen Teile läßt sich zu dem genannten Zwecke ebensogut eine Kurbelstange oder eine andere zweckentsprechende Einrichtung verwenden.
Die in der Zeichnung als aufgenietete Metallsegmente 18 am Rad 12 und 19, 19' am Rad 13 dargestellten Schwungkörper dienen dem Ausgleich der schwingenden Massen- des Werkzeughalters 7 mit Werkzeug 8 und Kurbelschleifenteil 16. Während des Betriebes heben sich die horizontalen Kraftkomponenten der Schwungkörper 18, 19 gegenseitig auf, da sie mit gleicher Winkelgeschwindigkeit, aber entgegengesetztem Drehsinn rotieren. Es bleiben somit nur ihre vertikalen Kraftkomponenten wirksam, um die von den oszillierenden Teilen in vertikaler Richtung erzeugten Schwingungen zu kompensieren. Die Massenwirkung des Kurbelzapfens 14 wird durch eine entsprechend große Dimensionierung der um 180° von demselben am Rad 13 versetzt angeordneten Schwungkörper 19, 19' kompensiert. Die beschriebene Einrichtung gewährleistet einen praktisch erschütterungsfreien Gang des Getriebes.
_ Gemäß der - in Fig. 5- dargestellten Variante läßt sich der Durchmesser des innenverzahnten Zahnrades, und dementsprechend auch dessen Zähnezahl, in dem Maße vergrößern, daß die beiden gegenläufigen Räder konzentrisch um eine gemeinsame Achse rotierbar angeordnet werden können. Dadurch kann eine vereinfachte und weniger kostspielige Gestaltung der gemeinsamen festen Drehachse erzielt werden, wobei dann allerdings das Motorritzel zweistufig ausgebildet werden muß, weil bei dem mit dem innenverzahnten Rad zusammenarbeitenden Ritzelteil die Zähnezahl im Verhältnis der Teilkreisdurchmesser der beiden Räder zueinander vergrößert werden muß, um an beiden Räderpaaren die Gleichheit der übersetzung wiederherzustellen.
Die Lauffläche der festen Achse 23 hat bei dieser Ausführung, im Gegensatz zur Ausführung nach Fig. 1, auf der ganzen Länge den gleichen zylindrischen Durchmesser. Auf ihr ist das Stirnrad21 drehbar gelagert, das mit dem Motorritzelteil4' kämmt. Ferner sitzt auf der gleichen Achse das innenverzahnte Zahnrad 22, das mit dem Ritzelteil 4" im Eingriff steht. Beide Übersetzungen sind gleich, indem der Ritzelteil4", entsprechend dem größeren Durchmesser des Rades 22, einige Zähne mehr aufweist als der Teil 4". Im Gegensatz zu der Ausführung gemäß Fig. 1 erlaubt die Ausgestaltung der beiden Räder 22 und 23 eine maximale gegenseitige Annäherung der Schwungkörper 24 und 25 in axialer Richtung, wodurch ein maximaler Massenausgleich erzielt werden kann.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Handwerkzeug ist die räumliche Anordnung so getroffen, daß sich die feste Achse mit den zwei Getrieberädern unterhalb der Motorwelle befindet, d. h. im Raume zwischen der Motorwelle 2 und der Fußplatte 17. Ohne das- Wesen und das Funktionsprinzip der Einrichtung irgendwie zu stören, könnte die Anordnung auch so getroffen sein, daß sich die Achse 10 bzw. 23 mit den Rädern 12 und 13 bzw. 21 und 22 oberhalb der Motorwelle, d. h. um 180°, bezogen auf die Motorachse gegenüber der gezeichneten Lage, versetzt befinden würde. Dadurch könnte, falls erwünscht, die Höhe zwischen dem Motorgehäuse und der Fußplatte vermindert werden. Andererseits müßte in diesem Falle das Getriebegehäuse nach oben etwas ausgebuchtet werden, um für das Ausgleichgetriebe genügend Raum zu schaffen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Getriebeanordnung, insbesondere für den Antrieb von Handwerkzeugmaschinen mit Antriebsmotor und einem geradlinig hin- und herzubewegenden Getriebeteil sowie einem zwischen Motor und dem getriebenen Element vorgesehenen Umlauftrieb zur Umsetzung der Drehbewegung des Antriebsmotors in eine geradlinige Os.zillationsbe ,wegung des getriebenen Teiles und ferner mit einer Vorrichtung zum Massenausgleich seiner hin- und herbewegbaren Teile mit Hilfe zweier mit gleicher Winkelgeschwindigkeit gegenläufig zueinander umlaufender Räder, die exzentrisch angeordnete Schwungmassen tragen, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schwungmassen tragenden Räder in Achsrichtung nebeneinander angeordnet sind, daß eines der beiden Räder (12) als innenverzahntes Kronrad; das andere (13) als außenverzahntes Stirnrad ausgebildet ist, wobei der Zahnkranz des. Kronrades dem Stirnrad zugekehrt ist, und daß zwischen die Zähne beider Räder ein mit der Motorwelle gekuppeltes gemeinsames Antriebsritzel (4) eingreift, dessen Achse parallel zu den Drehachsen .der genannten Räder (12, 13) verläuft, und daß weiterhin das innenverzahnte Kronrad mit einem Exzenterbolzen (14) versehen ist, der in eine mit der Führungsstange (7) für das Werkzeug verbundene Kreuzkopfführung (16) zur Umwandlung der Drehbewegung des Motors in eine Oszillations.-bewegung eingreift.
2. Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Zahnräder gleiche Zähnezahlen aufweisen:, wobei die Rotationsachse des innenverzahnten Getrieberades (13) von derjenigen des Stirnrades (12) um den Betrag des Teilkreisdurchmessers des Motorritzels (4) exzentrisch versetzt ist.
3. Getriebeanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zahnräder (12, 13) auf einer festen Achse (10) drehbar gelagert sind, welche Achse zwei um den Betrag des Abstandes der Rotationsachse der beiden Räder voneinander exzentrisch angeordnete Laufflächen (10', 10") von verschiedenem Durchmesser aufwehst.
4. Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden gegenläufigen Räder (21, 22) um eine gemeinsame Achse drehbar angeordnet sind, die eine für beide Räder gemeinsame zylindrische Lauffläche hat.
5. Umlaufgetriebe nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse aus einem Stück besteht, an ihrem einen Ende in einer passenden Versenkung (9) des Getriebegehäuses (1') zentriert und mittels einer Schraubenverbindung darin befestigt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 886 241; schweizerische Patentschriften Nr. 276230, 171463, 255189; französische Patentschrift Nr. 940 292; USA.-Patentschrift Nr. 1319 519; W i dm ai er : »Atlas für Getriebe- und Konstruktionslehre«, Verlag Konrad Wittwer, Stuttgart, 1954, Abb. Zh 42.15.