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Vorrichtung zum Strecken runder Metallplatten, insbesondere Kreissägeblätter
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Strecken runder Metallplatten, insbesondere Kreissägeblätter, mit einem Rahmen, in dem auf Antriebswellen zwei aneinanderliegende scheibenförmige Walzen drehbar angeordnet sind, zwischen welchen Kreissägeblätter od. dgl. gewalzt werden, um das Material einer Kaltbearbeitung oder Streckung durch einen veränderlichen Walzdruck zu unterwerfen, und mit einem Lagerstummel für die Kreissägeblätter od. dgl., der gegenüber den Walzen bewegbar ist, so dass die Kreissägeblätter od. dgl. in mehreren, zwischen dem Mittelpunkt und dem äusseren Rand gelegenen Zonen gestreckt werden können.
Zum besseren Verständnis wird im folgenden ein für die Bearbeitung von Kreissägeblättern dienendes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung beschrieben, obwohl die Erfindung nicht allein darauf beschränkt ist. Die Kaltbearbeitung oder Streckung von Kreissägeblättern ist notwendig, um im Betrieb ein Vibrieren oder"Flattern"zu verhindern.
Mit den bisher : bekanntgewordenen Vorrichtungen dieser Art war die Erzielung einer gleichmässigen und automatisch steuerbaren Streckung von Kreissägeblättern unmöglich. Es gibt wohl Vorrichtungen zum Strecken von Kreissägeblättern, aber bei diesen müssen der Walzdruck und die Bearbeitungszeit überwacht und von Hand aus eingestellt werden. Dabei ist beim Benutzer der Maschine zum Erzielen der richtigen Streckung ein grosses Mass an Erfahrung notwendig und es ist nahezu unmöglich, bei einer grösseren Anzahl von Kreissägeblättern eine einheitliche Streckung sicherzustellen.
Es gibt ferner eine Vorrichtung zum Strecken von Bandsägeblättern durch Walzen. Bei dieser Vorrichtung wird der Walzvorgang auf Grund der Ergebnisse von Messungen, u. zw. mit Hilfe mehrerer Ab- tastorgane, durchgeführt, welche Messungen auf jedem Blatt kurz vor dem Bearbeitungsvorgang laufend erfolgen. Diese Arbeitsweise kann aber nicht bei einer Vorrichtung zum Strecken von Kreissägeblättern verwendet werden, welche z. B. einen vorbestimmten und für alle Kreissägeblätter einer Serie gleichen Arbeitsgang durchführen soll.
Aufgabe der Erfindung war die Schaffung einer Vorrichtung, bei welcher die erwähnten Nachteile nicht auftreten können. Zu diesem Zweck besitzt die erfindungsgemässe Vorrichtung mittels Steuerkurven betätigte Einrichtungen zum Verändern des von den Walzen ausgeübten Druckes und des gegenseitigen Abstandes der einzelnen Walzspuren, so dass eine vorbestimmte Streckung der Kreissägeblätter od. dgl. erzielbarist.
Die Kreissägeblätter od. dgl. werden vorzugsweise auf einem Schlitten gehalten, der im wesentlichen in der durch die Achsen der Walzenantriebswellen gehenden Ebene verschiebbar auf einem Auslegerarm des Rahmens angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung besitzt der Schlitten einen Trägerarm, der zwischen seinen Enden in einer zur Ebene durch die Achsen der Walzenantriebswellen senkrechten und zur Verschiebungsrichtung des Schlittens parallelen Ebene schwenkbar gelagert ist und der an seinem einen Ende den Lagerstummel für die Kreissägeblätter od.
dgl. trägt, wobei der Trägerarm an seinem andern Ende einen Führungsstift aufweist, der mit einer rahmenfesten, auswechselbaren Steuerkurve zusammenwirkt, um den Abstand zwischen der Achse des Lagerstummels und der Ebene durch die Achsen der Walzenantriebswellen in vorbestimmter Weise zu variieren.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist auf dem Auslegerarm ein verschiebbarer und arretierbarer Reitstock angeordnet, der zur einstellbaren Begrenzung
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der Schlittenbewegung in Abhängigkeit vom Durchmesser der Kreissägeblätter od. dgl. dient und der eine mit einer auf dem Schlitten vorgesehenen Klinke zusammenwirkende Sperreinrichtung aufweist.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen : Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung, teilweise im Schnitt, wobei sich der Schlitten in der inneren Endstellung befindet, Fig. 2 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, wobei sich der Schlitten in der äusseren Endstellung befindet, Fig. 3 einen vertikalen Längsschnitt durch den Schlitten in vergrössertem Massstab, Fig. 4 eine Draufsicht auf den Schlitten im gleichen Massstab wie Fig. 3 und Fig. 5 eine schematische perspektivische Ansicht eines Teiles der Vorrichtung während der Streckbearbeitung eines Kreissägeblattes.
Der Rahmen 1 der Vorrichtung besitzt einen Auslegerarm. Dieser besteht im wesentlichen aus zwei parallelen waagrechten Stangen 2, 2', auf denen ein Reitstock 3 und ein Geschwindigkeitsumschalter 4 verschiebbar angeordnet sind. über den Stangen 2, 2'und parallel zu diesen sind zwei Schienen 5, 5' vorgesehen, auf denen der Schlitten 6 verschiebbar angeordnet ist. Zwei im Rahmen 1 drehbar gelagerte Antriebswellen tragen scheibenförmige Walzen 7, 7', die in ein und der- selben vertikalen Ebene angeordnet und gegensinnig drehbar sind. Die untere Wal. ze 7'ist in einer festgelegten Höhe angeordnet, wogegen die obere Walze 7 gegenüber der unteren mittels eines hydraulischen Zylinders 8 vertikal verstellbar ist.
Der Schlitten 6 besitzt einen Trägerarm 9, der um einen auf dem Schlitten angebrachten Zapfen 10 schwenkbar ist. An einem Ende des Trägerarmes 9 befindet sich ein Lagerstummel 11 für die Bohrung eines Kreissägeblattes 12, so dass sich dieses um den Lagerstummel drehen kann und durch Verschwenken des Trägerarmes 9 seitlich verschoben werden kann. Am andern Ende des Trägerarmes 9 befindet sich ein Führungsstück, bestehend aus einem Führungsstift 13 mit einem Wälzlager 13', welches zum Abtasten einer Steuerkurve 14 dient, die auf einem austauschbar am Rahmen angebrachten Lineal 14'vorgesehen ist.
Die Kurve 14 ermöglicht die automatische Steuerung der Schwenkbewegung des Trägerarmes 9 und damit die seitliche Verschiebung des Lagerstummels 11 gegenüber der durch die Achse des Zapfens 10 und die die Achsen der Walzen 7, 7'enthaltende vertikale Mittelebene 16 gehenden Mittellinie 15. Diese Verschiebung des Lagerstummels 11 gegenüber der Mittellinie 15 dient zur Führung der Walzen auf der Kreissägescheibe 12 längs einer spiralförmigen Spur.
Der Schlitten 6 besitzt ein bewegliches Fühlorgan, bestehend aus einem vertikalen Führungsstift 17 mit einem Wälzlager 17', welches zum Abtasten einer Steuerkurve 18 dient, die auf einem austauschbar am Rahmen angebrachten Lineal 18'vorgesehen ist. Der Führungsstift 17 sitzt an einem waagrechten Schwenkhebel 19, der an einem am Schlitten 6 befestigten Zapfen 20 gelagert ist. Der Schwenkhebel 19 betätigt ein Potentiometer 21, das über eine elektrische Steuereinrichtung mit dem hydraulischen Zylinder 8 zusammenwirkt, wodurch der durch die obere Walze 7 auf das Kreissägeblatt 12 ausgeübte Druck bestimmt wird. Dabei dient die Steuerkurve 18 auf dem Lineal 18'als Impulsgeber für Änderungen dieses Druckes.
Der auf den Stangen 2, 2' verschiebbare Reitstock 3 besitzt eine Skala 22 zum Festlegen
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An der Oberseite des Reitstockes 3 befindet sich ein Schwenkarm 23, der bei Beginn eines Arbeitszyklus mittels eines Starthebels verschwenkt wird. Vor Beginn eines Arbeitszyklus liegt der Führungsstift 13 im gabelförmigen Ende 32 des Schwenkarmes 23 ; bei Beginn verschwenkt er den Trägerarm 9 um den Zapfen 10, wodurch der Lagerstummel 11 so weit von der Mittellinie 15 weg bewegt wird, dass eine am Trägerarm 9 schwenkbar gelagerte Halteklinke 27'am Vorsprung 27 einschnappt und den Trägerarm 9 auch nach Loslassen des vorzugsweise unter Federspannung stehenden Starthebels in dieser Lage festhält.
Der Schwenkarm 23 betätigt im Reitstock 3 angeordnete elektrische Schalter. Damit werden die Walzen 7. 7' zum Bearbeiten des Kreissägeblattes 12 in Betrieb gesetzt, wobei aber im Vergleich mit dem zum Strecken erforderlichen Druck nur ein sehr geringer Walzdruck ausgeübt wird (dies wird durch Betätigung entsprechender elektrischer Kontakte erreicht, so dass der niedrige Druck nicht den Werten der programmierten Druckkurve folgt), so dass in diesem Moment noch keine Streckung erfolgt. Es wird nur eine Bewegung des Schlittens 6 mit dem Kreissägeblatt 12 eingeleitet, so dass der Mittelpunkt des Sägeblattes rasch an die Walzen herangebracht wird und der Streckvorgang beginnen kann.
Der Streckvorgang kann nur dann beginnen, wenn eine Stange 26 die Sperreinrichtung 27, 27' gelöst hat, so dass der Trägerarm 9 frei ist und den Lagerstummel 11 mit dem Kreissägeblatt 12 über die Mittellinie 15 zurückschwenken kann, um eine Zustellung in entgegengesetzter Richtung zu ermöglichen, was nachstehend noch näher erläutert wird. Nach Lösen der Sperreinrichtung 27, 27'
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betätigt der Schlitten 6 einen elektrischen Kontakt 33, wodurch an der Walze 7 der volle Walzdruck wirksam wird (bzw. der Walzdruck folgt dem vorgeschriebenen Druckverlauf).
Zunächst sei nochmals der Moment betrachtet, da der Schlitten 6 die innere Endstellung erreicht : die Stange 26 stösst gegen den Rahmen und löst bei Verschiebung die Sperreinrichtung 27, 27 : welche ihrerseits den Trägerarm 9 freigibt. Dann wird infolge der Drehung der Walzen der Lagerstummel mit dem Kreissägeblatt so weit über die Mittellinie 15 verschoben wie dies die Führungseinrichtungen 13, 13' und 14, 14' erlauben. Hierauf beginnt der eigentliche Streckvorgang. Das Abrollen der Walzen auf dem Kreissägeblatt längs einer spiralförmigen Spur hat eine Verschiebung des Schlittens auf seinen Schienen zur Folge.
Der Reitstock 3 trägt elektrische Kontakte, die nach Vollendung eines Arbeitszyklus durch den Schlitten 6 betätigt werden. Mittels dieser Kontakte wird die Walzbearbeitung des Kreissägeblattes 12 durch die Walzen 7, 7'beendet. Am Schlitten 6 befindet sich ein schwenkbarer Haken 24, der mit einer Aussparung 25 am Schwenkhebel 23 zusammenwirkt. Wenn der Schlitten 6 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt (gesperrte Ruhelage), nachdem ein vollständiger Arbeitszyklus beendet ist, dreht sich der Haken 24, um in die Aussparung 25 des Schwenkhebels 23 einzuschnappen, und der Führungsstift 13 tritt in das gabelförmige Ende 32 des Schwenkhebels 23 ein.
Der Geschwindigkeitsumschalter 4 ermöglicht eine Drehzahlregelung des Walzen-Antriebsmo- tors 28, der vorzugsweise zur Umschaltung auf zwei verschiedene Drehzahlen eingerichtet ist, u. zw. eine Drehzahl für die Bearbeitung des äusseren Teiles eines Kreissägeblattes und eine Drehzahl für die Bearbeitung des inneren Teiles. Der Geschwindigkeitsumschalter 4 hat eine Skala 29 zum Einstellen entsprechend dem Durchmesser eines Kreissägeblattes 12 nach einer an der Stange 2 ange- brachten Einteilung. Der Umschalter hat einen Knebel 30, der mittels einer am Schlitten 6 angebrachten Nocke 31 betätigbar ist.
Die Wirkungsweise ist folgende : Die Streckung erfolgt zwischen den scheibenförmigen Walzen 7, 7', die auf zueinander parallelen Wellen angeordnet sind. Der Rahmen der Vorrichtung ist so ausgebildet, dass ein auf dem Lagerstummel 11 drehbar aufgenommenes Kreissägeblatt 12 bestimmter Grösse in jeder Stellung frei zwischen den Walzen hindurch bewegbar ist. Die Einstellung der beweglichen Walze 7 erfolgt quer zu den Walzenachsen in der beide Walzenachsen enthaltenden Ebene. Die bewegliche Walze kann gegen die feste Walze bewegt und unter Steuerung eines hydraulischen Ventils mittels des Potentiometers mit einem bestimmten Druck angedrückt werden. Auf diese Weise kann der Druck zwischen Null und einem Maximalwert verändert werden. Selbstverständlich kann durch Anwendung fester Spannungsteilerwiderstände jeder beliebige Druck eingestellt werden.
Die beiden Walzen haben den gleichen Durchmesser und werden synchron in entgegengesetztem Drehsinn angetrieben. Die obere Walze wird von dem auf zwei Drehzahlen einstellbaren Motor über Kardangelenke und ein im Rahmen angeordnetes Getriebe angetrieben.
Wenn ein Kreissägeblatt auf dem Lagerstummel frei aufliegt und derart zwischen die Walzen gebracht wird, dass die Walzenachsen parallel zu den durch die Berührungspunkte zwischen Walzen und Sägeblatt verlaufenden Radien am Sägeblatt liegen, wird bei rotierenden angedrückten Walzen das Sägeblatt in Abhängigkeit von der Umfangsgeschwindigkeit und der Drehrichtung der Walzen ebenfalls rotieren. Der zwischen den Walzen durchlaufende ringförmige Teil des Sägeblattes wird gestreckt, u. zw. abhängig von der Umfangsgeschwindigkeit und dem Druck der Walzen. Selbstverständlich hat auch die Form der Walzen einen Einfluss. Ferner hat auch der Abstand der Walzspuren innerhalb der gesamten Streckzone einen wesentlichen Einfluss.
Wenn aber die durch die Berührungspunkte mit den Walzen verlaufenden Radien auf dem Kreissägeblatt mit der durch die Walzenachsen gehenden Ebene einen Winkel einschliessen, erfolgt eine gewisse Zustellung, wenn der Lagerstummel für das Sägeblatt parallel zu den Walzenachsen frei verschiebbar ist. In diesem Fall werden die Walzen das Sägeblatt längs einer spiralförmigen Spur strecken.
Die Steigung der Spirale ist unmittelbar von dem vorstehend erwähnten Winkel abhängig. Durch Verkleinerung bzw. Vergrösserung dieses Winkels kann die Steigung der Spirale verkleinert bzw. vergrössert werden. Die Veränderung des Winkels kann vorgenommen werden, indem der Mittelpunkt des Kreissägeblattes entlang einer Kurve bewegt wird, deren Basis parallel zu den Walzenachsen verläuft. Der Winkel soll niemals Null werden, da dann die Zustellung aufhören würde. Durch entsprechende Formgebung einer Steuerkurve kann die Steigung der Spirale für jeden Radius des Sägeblattes beliebig eingestellt werden.
Durch Anwendung einer weiteren Steuerkurve, deren Basis ebenfalls parallel zu den Walzenachsen
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liegt und die durch die Zustellbewegung verschoben wird, kann ein fest angeordnetes Potentiometer beeinflusst werden, das über eine hydraulische Einrichtung den auf die obere Walze ausgeübten Druck steuert, wobei der Druck als Funktion des bearbeiteten Sägeblattradius unabhängig von der Steigung der Spirale, sofern diese von Null verschieden ist, da sonst von der Steuerkurve keine Änderung abgenommen werden könnte, wählbar ist.
Der Walzen-Antriebsmotor, der auf zwei Drehzahlen umschaltbar ist, wird über Schaltschütze geschaltet, die über am Vorrichtungsrahmen angeordnete Mikroschalter gesteuert werden.
Diese Mikroschalter werden in Abhängigkeit von der Zustellung gesteuert, so dass die kleinere Drehzahl eingeschaltet ist, wenn die Walzen einen kleinen Durchmesser des Sägeblattes bearbeiten, und die grössere Drehzahl, wenn ein grösserer Durchmesser des Sägeblattes bearbeitet wird. Dies dient der Kompensation des veränderlichen Übersetzungsverhältnisses zwischen Walzen und Sägeblatt bei der Bearbeitung verschiedener Durchmesser.
Vorzugsweise wird der Streckvorgang beginnend von der Mitte des Sägeblattes nach aussen durchgeführt, da im umgekehrten Fall der Rand des Sägeblattes leicht wellig werden könnte, insbesondere bei Beginn der Bearbeitung. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist jedoch so konstruiert, dass der Arbeitszyklus beginnt, wenn der Lagerstummel für das Kreissägeblatt am weitesten von den Walzen entfernt ist (die sogenannte gesperrte Ruhelage), um das Einlegen des Sägeblattes in die Vorrichtung zu erleichtern.
In diesem Augenblick sollte der Rand des Sägeblattes in der Nähe der Walzen liegen. Der Start des Arbeitszyklus wird eingeleitet, indem der Sägeblattmittelpunkt von der bereits früher erwähnten Mittellinie in der Ebene der Walzenachsen entfernt wird, u. zw. in eine Lage, die entgegengesetzt zu der bei der Walzbearbeitung vorherrschenden Lage ist. Dann wird der Mittelpunkt in dieser Lage festgehalten, z. B. durch eine mechanische Einrichtung.
Als Folge der Startbewegung und des damit verbundenen Festhaltens des Sägeblattmittelpunktes wird über Mikroschalter die Bewegung der Walzen eingeleitet und die hydraulische Andrückeinrichtung in Tätigkeit gesetzt (über eine besondere Kupplung), so dass die bewegliche Walze auf das Sägeblatt aufsetzt und mit variablem Druck, der gegebenenfalls mit einem eigenen Potentiometer einstellbar ist, darauf rollt. Wenn das Sägeblatt mitgenommen und in Drehung versetzt wird, erfolgt wegen seiner Lage eine verhältnismässig rasche Zustellung der Mitte des Sägeblattes zu den Walzen, die aber noch keine Streckbearbeitung auf das Sägeblatt ausüben.
Wenn das Sägeblatt die innere Endlage erreicht hat, wird unter dem Einfluss der Zustellbewegung, so rasch dies die mechanische Anordnung erlaubt, die Klinke geöffnet, die bis dahin den Sägeblattmittelpunkt an einer Seite der erwähnten Mittelebene gehalten hatte, worauf das Sägeblatt mit seinem Mittelpunkt durch die von Walzen ausgeübten Tangentialkräfte über die Mittelebene bewegt wird, soweit die Steuerkurve dies erlaubt.
Zu gleicher Zeit oder kurz bevor die mechanische Klinke geöffnet wird, wird durch die Zustellbewegung ein Mikroschalter betätigt, der die hydraulische Einrichtung auf die Steuerung durch die Steuerkurve umschaltet. Wenn die Zustell-Steuerkurve so geformt ist, dass der Sägeblattmittelpunkt stets auf einer Seite der Mittelebene liegt, erfolgt eine kontinuierliche Zustellung des Sägeblattes nach aussen, so dass die Walzen schliesslich den äusseren Rand bearbeiten, vorausgesetzt, dass der Druckverlauf im hydraulischen System nicht unter einen bestimmten Minimalwert sinkt, so dass der Schlitten mit dem Sägeblatt ständig verschoben wird.
Die Streckbearbeitung geht kontinuierlich vor sich, u. zw. mit einem Verlauf von Steigung und Druck gemäss den entsprechenden Steuerkurven, die für jeden Sägeblattyp und jede gewünschte Streckbearbeitung in die Vorrichtung einsetzbar sind.
Wenn die Streckbearbeitung bis zum äussersten Rand des Sägeblattes durchgeführt und damit beendet ist, wird auf dem letzten Teil der Zustellbewegung über Mikroschalter, die an einem auf den Sägeblattdurchmesser einstellbaren Teil angeordnet sind, der Walzenantrieb stillgesetzt und der hydraulische Druck herabgesetzt, so dass die Walzen voneinander entfernt werden und zu rotieren aufhören.
Der Schlitten mit dem schwenkbaren Trägerarm wird ebenfalls durch den letzten Teil der Zustellbewegung blockiert, so dass er nicht mehr länger frei beweglich ist, solange nicht ein neuer Startbefehl gegeben wird.
Der Arbeitszyklus ist in dieser gesperrten Nullage beendet, das Kreissägeblatt kann vom Lagerstummel entfernt und durch ein neues vom gleichen Typ ersetzt werden, worauf die Vorrichtung nach einem neuerlichen Startbefehl eine gleiche Streckbearbeitung durchführt.
Selbstverständlich können in der Vorrichtung Druck- und Zustell-Steuerkurven in beliebigen Kombinationen angeordnet werden, um irgendeine gewünschte Bearbeitung mit einem bestimmten Streckergebnis und einem bestimmten Abstand der gestreckten Zonen auf einem Kreissägeblatt oder einer ähnlichen
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kreisförmigen Metallplatte zu erzielen.
Innerhalb eines bestimmten Bereiches kann die Vorrichtung zur Bearbeitung von Kreissägeblättern beliebigen Durchmessers verwendet werden, indem die Druck- und Zustell-Steuerkurvenausgewechselt werden und die am Maschinenrahmen angeordneten, in Richtung der Mittelebene verstellbaren Einrichtungen zum Schalten der Ruhelage und zum Starten in die entsprechende Stellung gebracht und dort arretiert werden.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend genau beschriebene Vorrichtung zum Bearbeiten von Kreissägeblättern beschränkt, sondern kann in verschiedenster Weise abgewandelt werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Strecken runder Metallplatten, insbesondere Kreissägeblätter, mit einem Rahmen, in dem auf Antriebswellen zwei aneinanderliegende scheibenförmige Walzen drehbar angeordnet sind, zwischen welchen Kreissägeblätter od. dgl. gewalzt werden, um das Material einer Kaltbearbeitung oder Streckung durch einen veränderlichen Walzdruck zu unterwerfen, und mit einem Lagerstummel für die Kreissägeblätter od. dgl., der gegenüber den Walzen bewegbar ist, so dass die Kreissägeblätter od. dgl. in mehreren, zwischen dem Mittelpunkt und dem äusseren Rand gelegenen Zonen gestreckt werden können, gekennzeichnet durch mittels Steuerkurven (14,18) betätigte Enrichtungen (17,19, 21 ;
9, 13) zum Verändern des von den Walzen (7,7') ausgeübten Druckes und des gegenseitigen Abstandes der einzelnen Walzspuren, so dass eine vorbestimmte Streckung der Kreissägeblätter (12) od. dgl. erzielbar ist.