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Meisselmaschine.
Es sind Gesteinbearbeitungsmaschinen bekannt, bei welchen ringförmige Meissel mit ihrer kreiszylinderförmigen Abwälzfläche um Tragzapfen frei schwingen, die an der Peripherie einer oder mehrerer rotierender Scheiben oder an Hebelpaaren angeordnet sind. Die Arbeitsweise solcher Meissel ist bei einer gegeringen Schneidenzahl unbefriedigend, weil seine Schneiden wegen durchaus gleicher Massenverteilung nur zufällig wieder in eine wirksame Arbeitsstellung gelangen. Erst durch die erfindungsgemässe Einrichtung wird es ermöglicht, dass sich jede der Schneiden nach jedem vollbrachten Schlag sofort wieder in die wirksamste Lage einstellt. Erst hiedurch wird auch mit Meisseln von geringer Schneidenzahl die Leistung erzielt, die sonst nur mit vielzahnigen Scheiben erreichbar ist.
Diese unterliegen aber einem sehr grossen Verschleiss und brauchen viel Kraft, so dass aus diesen Gründen Meisseln mit kleiner Schneidenzahl der Vorzug gegeben wird.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass bei den am periferen Ende doppelarmiger rotierender Hebel oder Schwungscheiben freibeweglich angebrachten ringförmigen Meisseln von geringer Schneidenzahl die innere Abwälzfläche des Meissels derart ausgebildet ist, dass die den Schneiden gegenüberliegenden Teile derselben einen kleineren Krümmungsradius aufweisen als die an diese Teilstücke der Abwälz- fläche anschliessenden Flächenteile. Durch diese Gestaltung der Abwälzfläehe der Meissel werden diese durch die Fliehkraft selbsttätig stets in die richtige Arbeitsstellung gebracht.
Insbesondere erfolgt bei ungerader Zahl der Meisselschneiden eine solche Massenverteilung, dass jeweils die unter den Schneiden liegenden Massensektoren grösser sind als die gegenüberliegenden. Durch diese Formgebung wird die Tendenz der Fliehkraft, den Meisselring mit einer Schneide in Arbeitsstellung zu bringen, gefördert. Dadurch, dass der Schwerpunkt möglichst weit nach aussen verlegt wird, vermag die Fliehkraft ein Maximum an Richtkraft und Anpressdruck auszuüben ; da die Schneiden der Meissel an den Enden der Schwerpunktradien liegen, muss sich stets eine Schneide des Meissel in Arbeitsstellung befinden, während Zwischenlagen infolge der relativen Lage von Schwerpunkt, Schneide und Aufhängepunkt und infolge der Gestaltung der Innenseite des Meisselringes unstabil sind.
Auch sind gemäss der Erfindung die Radialarme, um deren Zapfen die Meisselringe schwingen, mit auf der Antriebswelle aufgekeilten Mitnehmerarmen federnd verbunden, damit die Meisselträger bei den Stössen der zurückprellenden Meissel elastisch ausweichen können und um die Unterschiede in der Fliehkraft der arbeitenden und gegenüberliegenden Meissel einigermassen auszugleichen. Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, dass die Meissel auf ihren Tragzapfen axial verstellbar sind, um eine breitere oder schmälere Fläche bearbeiten zu können. Aber auch die Eingriffstiefe des Werkzeuges ist gemäss der Erfindung durch Ein-und Feststellung der Lage des Trägers der Antriebswelle gegenüber dem Werkstück veränderbar.
Die Zeichnungen stellen beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dar.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besitzen die Meissel 1, 2,3, 4 eine kreisringförmige Gestalt, an deren äusseren Umfange eine grössere oder kleinere Anzahl von Meisselschneiden 5 vorgesehen sind.
Die Form der Innenfläche des Meisselringes hängt von der Anzahl von Meisselschneiden ab, die an seinem Umfange angebracht sind ; bei genügend grosser Anzahl von Meisselschneiden kann die Innenfläche kreisförmig sein, Fig. 1, Meissel 2. Bei Meisselringen von geringer Sehneidenzahl, z. B. vier-und sechsschneidigen usw. Meisselringen, muss die Innenfläche die Form von mit der Lage der Meisselschneiden korrespondierend gelegenen, abgerundeten vier-, sechs-usw. kantigen Vielecke besitzen (Fig. 6 links).
Den Meisselschneiden gegenüber ist die Innenfläche des Ringes stärker gekrümmt ; diese Krümmungen
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mit kleinem Radius sind durch Bogen mit grösserem Radius verbunden. Am günstigsten werden die Schwerpunktsverhältnisse bei ungerader Schneidenzahl, z. B. bei fünf nach Fig. 6, rechts, wo jeweils einer Schneide ein kleiner Krümmungsradius der Innenfläche und diametral gegenüber ein grosser Krümmungs- radius liegt.
Die Meisselschneiden können auf einer Zylinderfläche oder einer Kegelfläche liegen und ihre Richtung kann senkrecht zur Ringebene oder schräg dazu liegen.
Die Meisselringe hängen, wenn die Maschine nur zur Herstellung von Rinnen in Meisselbreite bestimmt ist, an glatten Zapfen 1 mit darüber gelegten Distanzringen 8, um das freie Durehsehwingen der Meissel zwischen den Radialarmen 6 zu gewährleisten (Fig. 1, 2 und 4) ; in diesem Falle sind alle Meissel mit ihrer Mittelachse in eine Mittelebene eingestellt, so dass eine gemeinsame Arbeitsbahn erzielt wird.
Um aber die Maschine für verschiedene Schlitzbreiten geeignet zu machen, können an Stelle der
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kann die Breite der mit einem Male auszumeisselnden Rinne ganz allgemein von der einfachen Meissel- breite bis zu den mehrfachen der Meisselanzahl gesteigert werden, indem entweder alle Meissel in der- selben Ebene oder um die Meisselbreite in axial gegeneinander verschobenen Ebenen rotieren.
In Fig. 2 sind zwei Ausführungsformen der Verstellung mittels Schrauben dargestellt, u. zw. für Meissel 1 durch ein über den Bolzen 7 geschobenes Rohr 13, das an der Aussenseite das Schraubengewinde für die Mutter 9 des Schlittens 10 besitzt und etwa durch Flügel-M verdreht werden kann, wodurch die axiale Stellung des Meissel beeinflusst wird. Oder es kann der Bolzen 7 selbst nach Lockerung der Muttern 15 gedreht werden.
Die Verstellung der Schlitten 10 entlang der Achse kann natürlich auch auf andere Weise erfolgen, etwa durch auf die Bolzen 7 aufgesetzte federnde Reiter, durch Klemmschrauben an den Sehlittennaben 9, in Kerben einschnappende Federn od. dgl.
In Fig. 4 ist die Ausführungsform der Verstellung der Meisselbahn mittels Schraube zwecks Er- klärung eines unter Schutz zu stellenden Details in einem Querschnitt vergrössert dargestellt. Die starke Staubentwicklung derartiger Steinbearbeitungsmaschinen lässt nämlich ein Verreiben der Schraubenmutter durch in die Gewindegänge eindringenden Staub befürchten. Um diesem Pbelstande zu begegnen, sind aus der Mutter 9 einige Segmente herausgehobelt, so dass nur die Stege 16 als Gewindeführung stehen bleiben, durch die der eindringende Staub entlang den Gewindegängen der Spindel herausgeschoben wird.
Um diese Wirkung noch zu unterstützen, ist das Gewinde der Mutter in den Segmenten noch unterschnitten, so dass die Ausnehmungen 17 etwas tiefer in den Futterkörper eindringen als das Muttergewinde, wodurch der eingedrungene und von den Gewindesegmenten beiseite geschobene Staub leichter Platz findet auszuweichen.
Ein auf das Werkstück aufschlagender Meissel findet an diesem einen seine Geschwindigkeit teilweise aufzehrenden Widerstand, wodurch sein Schwerpunkt s entgegen der genau radial nach aussen wirkenden Fliehkraft und entgegen der Bewegungsrichtung um den Winkel < x nach rückwärts gedreht wird, wobei der Meisselring sich um denselben Winkel an der Aussenfläche seines Tragzapfens abwälzt, so dass trotz der freien Beweglichkeit und trotz der durch die Kreisringgestalt gegebenen vollständig symmetrischen Massenverteilung des Meissel ein stossweises Auftreten eines Gegendrehmoments resultiert, das sich in unerwünschter Weise auf die Rotationsachse und dadurch auf die ganze Maschine überträgt, u. zw.
in vermehrtem Masse dann. wenn der Meissel etwa infolge eines zu raschen Vorschubes der Maschine einen übermässigen plötzlichen Widerstand findend, vom Arbeitsstück abprellt und dadurch entgegen der Fliehkraft von seinem Tragzapfen abgehoben wird. Dieser Übelstand kann dadurch gemildert werden, dass die radialen Arme 6, welche die Zapfen 1 tragen, nicht wie in Fig. 2 durch den Keil 18 beispielsweise angedeutet ist, mit der Antriebswelle fest verbunden sind, sondern gegen den Zug von Federn 19, die sich auf fix mit der Antriebswelle 12 verbundene Träger 20 stützen, etwas verdrehbar angeordnet sind.
Dadurch wird der Stoss nicht nur elastischer, sondern er wird auch infolge der Rückwirkung der Verdrehung des doppelarmigen Hebels 6 auf den gegenüberliegenden Meisselring, diesen in gleicher Weise verzögernd (der Schwerpunkt s wird in die Richtung a/-a/verdreht), entsprechend der Masse des zweiten Meisselringes gedämpft. Die Dämpfung kann dadurch verzögert werden, dass die Arme 6 oder die die Federn 19 tragenden Mitnehmerarme 20 durch eine als Schwungmasse wirkende und fest mit der Antriebswelle 12 verbundene Vollscheibe 21 (in Fig. 1 strichliert angedeutet), ersetzt wird.
Das rotierende System samt dem z. B. aus einem von einer flexiblen Welle 22 angetriebenen Kegelradgetriebe 23, 24 gebildeten und in ein Gehäuse 80 eingeschlossenem Antriebe ist als Ganzes schwenkbar auf einem starren U-förmigen Rahmen montiert, der aus zwei seitlichen, die Antriebswelle 12 in gegen- überliegenden Lagern 26 und 21 aufnehmenden Hebeln 28 und 29, deren einer gleichzeitig das Getriebe-
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die Achse 31, an deren Enden auf Zapfen 32 die Rollen 33 laufen, ist ein zweiter U-förmiger Rahmen, bestehend aus zwei seitlichen Trägern 34 und 35 und dem über die Achse 31 geschobenen Rohrstück 36 schwenkbar angeordnet, der an seinem offenen Ende die Naben für die auf gemeinsamer Achse 37 festsitzenden Rollen 38 besitzt.
Endlich ist mittels Angeln 39 das das rotierende System einschliessende Gehäuse 40 selbst um die Achse 31 ! schwenkbar. Das Gehäuse 40 besitzt, um das rotierende System leicht zugänglich zu machen, einen bogenförmigen Schlitz 48. Diese Anordnung hat den Zweck, die Eingriffstiefe des Werkzeuges nach Bedarf verändern zu können, indem die Stellung des Gehäuses 40 und damit auch die Stellung des federnd in das Gehäuse eingehängten rotierenden Systems gegen den mit seinen Rollen 33 und 38 an dem Werkstück aufliegenden Führungsrahmen 34, 35, 36 in den durch die maximale Eingriffstiefe des Werkzeugs gegebenen Grenzen in verschiedener Lage fix einstellbar gemacht ist.
Diesem Zwecke dient die gelenkig auf der Vorderachse 37 des Werkzeugfahrgestelles sitzende Schraubenhülse 41, deren Spindel 42 mittels Knopf 43 und Gegenmutter 44 an der an dem Gehäuse 40 festsitzenden Gabel 45 festgeklemmt werden kann (Fig. 1, 2 und 3). Je tiefer die Spindel 42 in die Hülse 41 eingeschraubt ist, desto tiefer greift das Werkzeug in das Werkstück ein ; an die äusserste Grenzstellung herausgeschraubt, tangieren die Meisselschneiden gerade noch die Oberfläche des Werkstückes, so dass das Werkzeug, wenn es mit seinen Rollen auf entsprechende Führungsschienen gestellt wird, dazu dienen kann, an dem Werkstück glatte Flächen anzumeisseln. Dank dieser Anordnung können auch profilierte Meissel zur Anarbeitung von versenkten oder erhabenen Profilen verwendet werden.
Diese Einstellvorrichtung, die konstruktiv natürlich in verschiedener Weise geformt werden kann,
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System in dieselbe relative Lage zum Werkstück zu bringen, ist dessen Wellenlager 26 bzw. 27 durch einen mittels Scharniere 47 leicht demontierbaren U-förmigen Rahmen 46 in den Montierungsschlitz 48 (Fig. 3) des Gehäuses 40 eingehängt. Zwischen dem oberen Ende desMontierungsschlitzesS und der Auflagerfläche des Rahmens 46 ist ein genügender Spielraum 49 für die durch die Rückstösse der Meissel hervorgerufenen Vibrationen des rotierenden Systems vorgesehen, das zwecks elastischer Übertragung der Vibrationen mittels Federn 50 und 51 an Verlängerungen 52 und 53 (Fig. 2 und 3) der Trägerarme 28 und 29 des rotierenden Systems an dem Gehäuse 40 aufgehängt ist.
Die Federn 50 und 51 können in der Form von Zug-oder Druckfedern oder auch in Form von Blattfedern ausgebildet werden.
Selbstredend kann die Einstellung der Eingriffstiefe mechanisch ebensogut durch Anordnung des rotierenden Systems an einem festen Gehäuse gelöst werden.
An dem Gehäuse 40 sind beiderseits Griffe 54 zwecks Führung des Werkzeugs angebracht, die für grössere Dimensionen des Werkzeugs, wie z. B. für die Strassenbearbeitung, selbstverständlich durch ein das ganze Werkzeug tragendes Fahrgestell ersetzt sind.
Die richtige, von starken Rüekstössen freie Funktion des Werkzeuges hängt von dem dem zu bearbeitenden Material entsprechenden Vorschub des Werkzeuges ab. Um diese Bewegung des Werkzeuges gegebenenfalls von der Geschicklichkeit des Arbeiters unabhängig zu machen, kann die aus den Fig. 2 und 5 ersichtliche Vorschubvorrichtung angebracht werden. Diese besteht beispielsweise aus einem auf der Achse 37 festsitzenden Schneckenrad 55 und einer Schnecke 56, deren Welle 57, welche hohl und vierkantig ausgebildet und eine dazu passende Vierkantwelle 58 aufnimmt.
Diese letztere besitzt ein Kegelrad 59, das in ein auf der Antriebswelle 12 sitzendes Kegelrad 60 eingreift und auf diese Weise seinen Antrieb erhält, wobei das Übersetzungsverhältnis von Werkzeugwelle 12 zu Rollenachse 37 und damit der Arbeitsfortschritt des Werkzeuges dem jeweils zu bearbeitenden Material durch Auswechslung der Übersetzungselemente 55, 56,59 und 60 angepasst werden kann.
Der Eingriff der Antriebsvorrichtung ist den verschiedenen Stellungen des Gehäuses anzupassen, was z. B. nach Fig. 5 dadurch ermöglicht wird, dass durch dieineinander schiebbaren Wellenstücke 57 und 58 der Änderung der Distanz zwischen Werkzeugachse und Rollenachse entsprochen wird, wobei durch eine Feder 61, die an dem Hebel 62 des um einen Zapfen 63 schwenkbaren Lagers 64 der Welle 58 des Schneckenrades befestigt ist, der stetige Eingriff von Schnecke und Schneckenrad bewirkt wird.
Zu bemerken ist noch, dass die Rückfederung der Trägerarme 6 der Meisselzapfen entgegen dem
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Meisselmaschine mit rotierenden, ringförmigen Meisseln, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer geringen Zahl von Schneiden die diesen diametral gegenüberliegenden Teile der inneren Abwälzfläche des Meissels einen kleineren Krümmungsradius aufweisen als die an diese Teilstücke der Abwälzfläche anschliessenden Flächenteile, so dass insbesondere bei ungerader Zahl der Meisselschneiden eine solche Massenverteilung erfolgt, dass jeweils die unter den Schneiden liegenden Massensektoren grösser sind als die gegenüberliegenden, um durch diese Formgebung die Tendenz der Fliehkraft,
den Meisselring mit einer Schneide in Arbeitsstellung zu bringen, zu fördern.