Titel

Grundplatte für eine Handwerkzeugmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Grundplatte für eine Handwerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Stand der Technik Handgeführte Werkzeugmaschinen wie zum Beispiel Stichsägen weisen eine

Grund- bzw. Fußplatte auf, die bei der Bearbeitung auf der Werkstückoberseite aufliegt und über die die Handwerkzeugmaschine sich auf dem Werkstück abstützt und an diesem geführt ist. Im Falle einer Stichsäge weist die Grund- bzw. Fußplatte eine Ausnehmung auf, durch die das Sägeblatt zur Werkstückbearbei- tung hindurchragt.

Bei derartigen Handwerkzeugmaschinen besteht allgemein das Problem, dass die Grundplatte mit Reibung über die Werkstückoberseite gleitet, wobei die Reibungskraft bei der Vorschubbewegung von der die Handwerkzeugmaschine be- tätigenden Bedienperson überwunden werden muss, was einen erhöhten Kraftaufwand erfordert. Außerdem können plötzliche Änderungen des Reibungskoeffizienten zwischen der Grundplatte und der Werkstückoberseite zu Änderungen in der Vorschubgeschwindigkeit führen, was zu Beeinträchtigungen des Schnittbilds führen kann.

Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Maßnahmen die Handhabung einer mit einer Grundplatte versehenen Handwerkzeugmaschine bei der Bearbeitung eines Werkstücks zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.

Die erfindungsgemäße Grundplatte wird in motorisch betriebenen Handwerkzeugmaschinen eingesetzt, insbesondere in Handwerkzeugmaschinen mit elektrischem Antriebsmotor wie zum Beispiel Stich- oder Hubsägen, Handkreissägen, Oberfräsen, Hobel oder dergleichen. Die Grundplatte ist an der Handwerkzeugmaschine befestigt und wird mit der Unterseite entlang der Werkstückoberfläche geführt. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Grundplatte eine

Schwingungsanregungseinrichtung zugeordnet ist, welche zur Erzeugung von Schwingungen in der Grundplatte und/oder einem an der Grundplatte angeordneten Bauteil dient. Die Schwingungen werden während der Bewegung der Handwerkzeugmaschine erzeugt und dieser Bewegung überlagert.

Somit ist die Grundplatte bzw. das an der Grundplatte angeordnete Bauteil zwei überlagerten Bewegungen unterworfen, nämlich zum einen der Bewegung, welche über die Handwerkzeugmaschine auf die Grund- bzw. Fußplatte ausgeübt wird, und zum andern der Schwingungsbewegung, welche von der Schwin- gungsanregungseinrichtung erzeugt wird. Es handelt sich um periodische Schwingungen mit kleiner Schwingungsamplitude und üblicherweise verhältnismäßig hoher Schwingungsfrequenz, die von der Bedienperson nicht oder nur kaum wahrgenommen werden und subjektiv während der Werkstückbearbeitung aufgrund der hierbei auftretenden Motorschwingungen und Stöße in den Hintergrund treten. Die überlagerten Schwingungen in der Grundplatte bzw. dem an der Grundplatte angeordneten Bauteil sind klein genug, um die Vorschubbewegung der Handwerkzeugmaschine nicht zu stören.

Zugleich ist die für die Vorschubbewegung erforderliche Vorschubkraft signifikant reduziert. Auch Bewegungen quer zur Vorschubrichtung sowie Drehbewegungen um die Hochachse der Grundplatte können mit geringerem Aufwand durchgeführt werden, wodurch das Handling der Handwerkzeugmaschine spürbar verbessert wird. Grundsätzlich muss aufgrund der Schwingungsanregung nur die Gleitreibung zwischen der Grundplatte bzw. einem an der Grundplatte angeordneten Bauteil und der Werkstückoberfläche, jedoch keine Haftreibung überwunden werden, wodurch eine gleichmäßigere Bewegung der Handwerkzeugmaschine unter Vermeidung ruckartiger bzw. unstetiger Bewegungen möglich ist. Beispielsweise ist dadurch der Beginn der Vorschubbewegung erleichtert. Außerdem ist die Gefahr herabgesetzt, dass plötzliche Änderungen des Reibungskoeffizienten zu einem unerwarteten Beschleunigen oder Abbremsen der Vorschubbewegung führen. Im Ergebnis ist eine ergonomischere Bearbeitung mit verringerter Ermüdungsgefahr und höherer Bearbeitungspräzision möglich.

Die Schwingungen, welche von der Schwingungsanregungseinrichtung erzeugt werden, bewegen sich gemäß vorteilhafter Ausführung in der Ebene der Grundplatte. Es kommt insbesondere eine Schwingungserzeugung entlang der Vor- schubrichtung in Betracht, so dass die überlagerten Schwingungen zu einer der

Vorschubrichtung gleichgerichteten sowie entgegengesetzt gerichteten Bewegungskomponente führen. Grundsätzlich möglich ist aber auch zusätzlich oder alternativ eine Schwingungserzeugung in der Ebene der Grundplatte, jedoch quer zur Vorschubrichtung, und/oder vertikal zur Ebene der Grundplatte, also in Richtung der Hochachse der Handwerkzeugmaschine.

Über die Schwingungsanregungseinrichtung wird die Grundplatte an sich und/oder ein an der Grundplatte angeordnetes Bauteil in Schwingungen versetzt. Bei diesem Bauteil handelt es sich vorzugsweise um ein Kontaktbauteil, welches an der Unterseite der Grundplatte angeordnet ist und das bei der Werkstückbearbeitung in Kontakt mit der Werkstückoberfläche steht. Möglich ist eine Schwingungsanregung entweder nur des Kontaktbauteils, nur der Grundplatte oder sowohl des Kontaktbauteils und der Grundplatte. Des Weiteren ist es möglich, an einer konventionell ausgebildeten Grundplatte nach Art eines Ergänzungsmoduls eine zusätzliche Grundplatte anzuordnen bzw. zu befestigen, der eine Schwingungsanregungseinrichtung zugeordnet ist. Die zusätzliche Grundplatte mit der Schwingungsanregungseinrichtung wird vorteilhafterweise an der Unterseite der bestehenden Grundplatte befestigt und befin- det sich bei der Bearbeitung in Kontakt mit der Werkstückoberseite.

Im Falle einer Schwingungsanregung nur des Kontaktbauteils befindet sich die Schwingungsanregungseinrichtung zweckmäßigerweise unmittelbar an dem Kontaktbauteil, wobei es zweckmäßig ist, Schwingungsentkopplungsmaßnahmen zwischen dem Kontaktbauteil und der Grundplatte vorzusehen, beispielsweise

Entkopplungselemente, Dämpfungselemente oder Führungselemente, die im Rahmen der Anregungsschwingungen eine Relativbewegung zwischen dem Kontaktbauteil und der Grundplatte in der Ebene der Schwingungen ermöglicht. Bei einer Anregung der Grundplatte kann sich die Schwingungsanregungsein- richtung sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite oder im Seitenbe- reich oder in einer Ausnehmung in der Grundplatte befinden. Es ist beispielsweise möglich, ein Massenbauteil mit der Grundplatte zu verbinden, das in Schwingungen versetzt wird und aufgrund seiner Eigenmasse diese Schwingungen auf die Grundplatte überträgt. Als Schwingungsanregungseinrichtung können verschiedene Wirkprinzipien realisiert werden. In Betracht kommt, gemäß einer bevorzugten Ausführung, eine Schwingungsanregung mittels eines oder mehrerer Piezoelemente, die bei Anlegen einer elektrischen Spannung eine Längenänderung erfahren. Im Falle einer Schwingungsanregung eines Kontaktbauteils an der Unterseite der Grundplatte ist unmittelbar an dem Kontaktbauteil ein Piezoelement angeordnet, das mit einer

Steuerspannung beaufschlagbar ist, um das Kontaktbauteil mit den gewünschten Schwingungen anzuregen. Möglich ist es beispielsweise, zwei unmittelbar benachbarte Kontaktbauteile mit jeweils einem Piezoelement zu verbinden und über dieses in Schwingungen zu versetzen. Jedes Kontaktbauteil weist zweck- mäßigerweise mindestens eine Kontaktfläche auf, welche bei der Werkstückbearbeitung auf der Oberfläche des Werkstückes aufliegt. Für eine stabile Führung der Handwerkzeugmaschine bzw. der Grundplatte kann es zweckmäßig sein, in jedem Eckbereich der Grundplatte jeweils ein oder mehrere Kontaktbauteile bzw. Schwingungsanregungseinrichtungen vorzusehen. Möglich sind aber auch Aus- führungen mit einer reduzierten Anzahl an Schwingungsanregungseinrichtungen, beispielsweise nur einer Schwingungsanregungseinrichtung, welche symmetrisch zu einer Längsachse der Grundplatte angeordnet sein kann.

Auch bei einer Schwingungsanregung der Grundplatte selbst kann ein Piezoele- ment eingesetzt werden. So ist beispielhaft das Massebauteil über ein oder mehrere Piezoelemente mit der Grundplatte verbunden, wobei mit dem Anlegen der Steuerspannung das Massebauteil in die Schwingungen versetzt wird, welche auf die Grundplatte übertragen werden. Die Schwingungsanregungseinrichtung kann an dem Kontaktbauteil oder unmittelbar an der Grundplatte angreifen. Im letztgenannten Fall wird die Schwin- gungsanregungseinrichtung zum Beispiel in eine Ausnehmung in der Grundplatte eingesetzt oder mit der Oberfläche der Grundplatte verbunden, beispielsweise auf die Grundplatte geklebt. Über die Schwingungsanregungseinrichtung sind sowohl resonante als auch nicht-resonante Schwingungsanregungen möglich.

In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist vorgesehen, dass an der Unterseite der Grundplatte mindestens eine Rolle angeordnet ist, die zusätzlich zu der Schwingungsanregungseinrichtung vorhanden ist. Die Rolle liegt vorteilhafterweise auf Abstand zu der Schwingungsanregungseinrichtung. Gegebenenfalls sind zwei Rollen an der Grundplatte angeordnet, die insbesondere parallel zueinander liegen. Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer handgeführten Stichsäge, die eine Grund- bzw. Fußplatte aufweist, welche bei der Werkstückbearbei- tung auf der Oberfläche des Werkstücks geführt ist,

Fig. 2 in schematischer Darstellung eine Fußplatte mit an der Unterseite angeordneten Kontaktbauteilen, die über Piezoelemente in Schwingungen versetzbar sind,

Fig. 3 zwei zusammenhängende Kontaktbauteile mit zwischenliegenden Pie- zoelementen, eine Grundplatte in weiterer Ausführung mit einer Schwingungsanre- gungseinrichtung, über die die Grundplatte selbst in Schwingungen ver setzt werden kann,

Fig. 5 eine Grundplatte in noch einer Ausführung,

Fig. 6 als weiteres Ausführungsbeispiel eine Handkreissäge, Fig. 7 als weiteres Ausführungsbeispiel einen Handhobel,

Fig. 8 als weiteres Ausführungsbeispiel eine Oberfräse. In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist als Handwerkzeugmaschine eine handgeführte Stichsäge 1 dargestellt, die in einem Gehäuse 2 ein motorisch angetriebenes Sägeblatt 3 aufweist, welches bei der Werkstückbearbeitung eine Hubbewegung gemäß Pfeil 4 ausführt. Die Stichsäge 1 weist eine Grundplatte 8 auf, welche mit der Handwerkzeugmaschine verbunden ist und die bei der Werkstückbearbeitung auf der Oberfläche 6 des Werkstückes 5 aufliegt und in Vorschubrichtung 7 entlanggleitet. Das Sägeblatt 3 ist durch eine Ausnehmung in der Grundplatte 8 hindurchgeführt.

Um die Handhabbarkeit zu verbessern und die für die Bewegung der Grundplatte auf der Werkstückoberfläche erforderlichen Kräfte während der Werkstückbearbeitung zu reduzieren, so dass auch ein verbessertes Arbeitsergebnis erzielt werden kann, ist vorgesehen, die Grundplatte 8 in Schwingungen zu versetzen, welche der Vorschubbewegung 7 überlagert werden. Die Schwingungen liegen bevorzugt in der Ebene der Grundplatte 8 in Richtung der Vorschubbewegung 7. Diese Schwingungen sind der Vorschubbewegung überlagert, wobei die Schwingungen eine geringe Amplitude und hohe Frequenz aufweisen, so dass die Vorschubbewegung nicht durch die Schwingungen beeinträchtigt wird. Die Schwingungen werden entweder unmittelbar in der Grundplatte 8 erzeugt oder in Kontaktbauteilen, welche sich an der Unterseite der Grundplatte 8 befinden und die bei der Werkstückbearbeitung auf der Oberfläche 6 des Werkstücks 5 aufliegen.

In den Fig. 2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel zur Erzeugung von Schwingungen in Kontaktbauteilen 9 an der Unterseite der Grundplatte 8 dargestellt. In jedem

Eckbereich der Grundplatte 8 befinden sich jeweils zwei unmittelbar zusammengehörende Kontaktbauteile 9, die an der Unterseite, wie Fig. 3 zu entnehmen, je eine außen liegende Kontaktfläche 10 aufweisen, mit der die Kontaktbauteile 9 auf der Oberfläche 6 des Werkstücks 5 aufliegen. Die Kontaktflächen 10 können sich nur über eine Teilfläche der Unterseite der Kontaktbauteile erstrecken und aus einem reibungsarmen Material bestehen. Im Ausführungsbeispiel sind die beiden Kontaktflächen 10 benachbart zu gegenüberliegenden Stirnseiten der beiden Kontaktbauteile 9 angeordnet.

Als Schwingungsanregungseinrichtung dienen Piezoelemente 11 , die unmittelbar an einer Stirnseite jedes Kontaktbauteiles 9 angeordnet sind. Beim Anlegen einer Steuerspannung ändert sich die Ausdehnung der Piezoelemente 1 1 , wobei über eine entsprechende Frequenz der Steuerspannung eine hochfrequente Schwingung im Piezoelement 1 1 erzeugbar ist, die sich aufgrund des direkten Kontaktes auf das jeweilige Kontaktbauteil 9 überträgt. Jedem Kontaktbauteil-Paar, das in jedem Eckbereich an der Unterseite der Grundplatte 8 positioniert ist, sind zwei Piezoelemente 1 1 an den einander zugewandten Stirnseiten der zusammengehörenden Kontaktbauteile 9 zugeordnet. Die Kontaktbauteil-Paare sind vorteilhafterweise verspannt, was beispielsweise dadurch erreicht werden kann, dass die beiden Kontaktbauteile 9 miteinander verschraubt sind. So kann zum Beispiel in die Piezoelement eine Ausnehmung eingebracht werden, durch die eine Schraube geführt ist, über die die beiden Kontaktbauteile 9 fest miteinander verschraubt sind.

Jedem Kontaktbauteil 9 ist des Weiteren ein Verbindungselement 12 zugeordnet, über das das Kontaktbauteil 9 mit der Unterseite der Grundplatte 8 verbunden ist. Das Verbindungselement 12 ist als Winkelflansch ausgebildet. Möglich ist es aber auch, nur ein einziges Verbindungselement 12 für zwei zusammengehörende Kontaktbauteile 9 vorzusehen.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Grundplatte 8 unmittelbar über eine Schwingungsanregungseinrichtung in Schwingungen versetzt wird.

Über die Verbindungselemente 12 kann gegebenenfalls auch eine Schwingungsentkopplung zwischen den Kontaktbauteilen 9 und der Grundplatte 8 erfolgen, beispielsweise durch eine weiche Auslegung der Verbindungselemente 12 bzw. ein zwischenliegendes Dämpfungselement, welches zwischen den Verbindungselementen 12 und der Unterseite der Grundplatte 8 angeordnet ist.

Die Schwingungsanregungseinrichtung umfasst ein seismisches Massebauteil 13 auf der Oberseite der Grundplatte 8 sowie zwei Piezoelemente 11 , über die das Massebauteil 13 mit der Grundplatte 8 verbunden ist. Bei einer Anregung der Piezoelemente 11 wird das Massebauteil 13 in Schwingungen versetzt, die sich zugleich auf die Grundplatte 8 übertragen, so dass die Grundplatte 8 eine der Vorschubbewegung überlagerte Schwingung ausübt, wodurch die Vorschubkräf- te reduziert sind.

In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Grundplatte 8 für eine Handwerkzeugmaschine dargestellt, wobei die Grundplatte 8 über eine Schwingungs- anregungseinrichtung 11 in Schwingungen zu versetzen ist. An der Unterseite der Grundplatte 8, die bei der Bearbeitung auf der Werkstückoberfläche aufliegt, befinden sich Rollen 14, welche die Vorschubbewegung erleichtern sollen. Es sind zwei achsparallele Rollen 14 vorgesehen, die sich an jeweils einem Arm der Grundplatte befinden, wobei zwischen den Armen eine Ausnehmung 15 in der Grundplatte gebildet ist, durch die das Werkzeug der Handwerkzeugmaschine hindurchragt.

Des Weiteren ist an der Grundplatte 8 eine Schwingungsanregungseinrichtung 1 1 angeordnet, beispielsweise in Form eines Piezoelementes, um die Grundplatte in Schwingungen versetzen zu können, welche der Vorschubbewegung der Grundplatte überlagert sind. Im Ausführungsbeispiel ist nur eine einzige Schwin- gungsanregungseinrichtung 11 vorgesehen, die symmetrisch zu einer Längsachse bzw. Längsmittelebene der Grundplatte 8 angeordnet ist. Die Schwingungsan- regungseinrichtung 11 befindet sich mit Abstand zu den beiden Rollen 14, wobei die Rollen 14 und die Schwingungsanregungseinrichtung 11 diametral gegenü- berliegend an der Grundplatte 8 angeordnet sind.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen weitere Ausführungsbeispiele mit jeweils einer Handwerkzeugmaschine 1 , die jeweils mit einer Grundplatte 8 versehen ist, durch die das Werkzeug 3 zur Bearbeitung des darunter liegenden Werkstückes hindurchragt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 handelt es sich um eine Handkreissäge, bei Fig. 7 um einen Handhobel mit zwei Grundplatten und bei Fig. 8 um eine Oberfräse. Die Grundplatte 8 bzw. die Grundplatten jeder Handwerkzeugmaschine 1 sind wie vorbeschrieben mittels einer Schwingungsanregungseinrichtung in Schwingungen zu versetzen, um das Führen über die Werkstückoberseite zu er- leichtern bzw. zu verbessern.