CN101980813A - 工具机、尤其是下置式台式圆盘锯 - Google Patents

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Abstract

对于工具机、尤其是下置式台式圆盘锯(1)，提出了在工作运行中至少根据被加工的工件(5)的、相对于行进路程给出的高度将刀具(6)的高度调节到一个仅具有相对于工件(5)的很小超出量的高度位置上。

Description

工具机、尤其是下置式台式圆盘锯
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的工具机、尤其是下置式台式圆盘锯(Unterflur-
Figure BPA00001231615300011
)。
背景技术
具有用于去除材料的刀具的工具机尤其作为圆盘锯和磨削机各式各样地用在成型和业余爱好领域中，磨削机尤其是切断磨机的形式。它们过高比例地参于这些领域中的工作事故并且主要导致肢体损伤，部分地甚至导致肢体残缺。
其原因是多种多样的，除了疏忽大意之外，失控的工件运动对此也是关键的，失控的工件运动如在工件相对于刀具倾斜(Verkanten)时或者在工件从刀具滑脱时产生。
为了克服以上缺点，人们尝试通过各种不同的辅助装置、例如导向装置或者防护装置。例如在台式圆盘锯中通过一个在工件的进给方向上设置在锯片后面的、所谓的劈木楔以及也通过防护罩来克服以上缺点，该防护罩可通过工件挤开地、与伸出超过工件支座的锯片部分搭接地设置。
这些附加装置在工作运行中部分地被视为限制和/或障碍并且因此被禁用或者甚至被拆掉。
发明内容
本发明的任务在于，对于工具机、尤其是下置式台式圆盘锯，在没有在工作运行中部分地碍事的附加装置的情况下实现力求达到的工作保护。
该任务根据本发明通过权利要求1的特征解决。从属权利要求给出符合目的的扩展构型。
本发明如在公开的解决方案中已知的那样源于以下基本思考：只有当可以相应地自由接近刀具时，才可能由刀具引起严重的损伤或甚至截肢。但是与已知的解决方案不同，本发明没有设置任何用于屏蔽刀具的辅助装置。在根据本发明的解决方案中，通常在工具机处于运行中时通过工件支座、刀具和工件的当前的适当位置的匹配来消除对刀具的严重危险的接近。
为此，在刀具在工件上作用的工作运行中，支座和刀具相对于彼此是可调节的，具体而言根据工件在刀具的作用区域中的、以传感方式检测到的高度来调节，使得刀具和工件支座相对于彼此被调节到一个高度位置中，该高度位置在刀具的工作区域伸出超过工件的情况下几乎相当于工件在刀具的作用区域中的当前高度。因此，在工作运行的宽范围中，工件实际上构成刀具的防护盖，例如锯片或切割盘形式的刀具通过该防护罩在背离支座的一侧仅具有小的超出量，该超出量可以这样地确定，使得肢体被碰到时基本上仅会表面受伤。该刀具相对于工件的超出量的下限为2mm，但可以向上(尤其是考虑工件轮廓在进给方向上的变化)部分地达到明显更大的值。优选地设置约10mm的上限范围，也要考虑当前刀具的齿高。
在结构上及在工作平面的高度保持不变且通过支座的高度确定时，这样的解决方案优选通过以下方式实现：刀具相对于支座是可调节的。
为此，原则上可以横向于支座直线地或可摆动地进行刀具的高度调节。这考虑到：在力求的工作安全性的意义上，在刀具在工件上的作用位置之外、尤其在刀具的用于工作过程的当前初始位置中和/或在刀具的静止位置中使刀具下降到支座的水平上，在该水平上必要时得到超过支座的小超出量或者甚至下降到支座平面下方。
在竖直方向上可摆动的调节刀具尤其被证明是有利的，具体而言优选沿着一个摆动或导向轨迹调节刀具，该摆动或导向轨迹在工件的进给方向上向着刀具上升并且具有一个位于工件支座的区域中的摆动极点。在一种解决方案中，优选摆动轨迹具有一个与刀具半径大致相当的、必要时在大小上也可变化的极距并且以工件的进给方向为参考所述摆动极点至少近似地位于工件相对于刀具的接触点上，通过该解决方案能够进一步达到特别均匀的锯割过程。在这方面尤其也被证明适宜的是，作为工件高度的传感式检测的补充，以进给方向为参考地设置工件进给速度的传感式检测，必要时也设置工件相对于刀具的定位的传感式检测，其中，与进给速度的检测相结合地在通过使用者对工件导向时最后也考虑工件的硬度。
与工件高度和进给速度的传感式检测结合地，必要时也与工件位置的传感式检测结合地，通过一个优选中央的控制单元来控制用于刀具或支座的高度调节的致动装置，其中，该高度调节可以电机地、必要时甚至流体地进行。
与所述的传感装置结合地，符合目的的是也使用一个用于检测在刀具的附近环境中的人体组织的安全传感装置，其中，该安全传感装置的信号也可以通过控制单元处理并且可以用于控制一个致动装置，刀具通过该致动装置冲击式地行进到刀具相对于支座的初始位置中。为此，原则上可以使用用于高度调节的致动装置，但是也可以使用专门的致动装置，其是机械或流体预紧的致动装置或者其它马达装置的形式。符合目的的是，也可以与引入防护措施相结合地通过安全传感装置关停用于刀具的驱动装置，优选与通过刀具的驱动装置或通过一个分开的制动装置对刀具的冲击式制动相结合。
因此，通过本发明也指出一种用于运行开头所述类型的工具机的方法，其中在工作运行中根据在刀具到工件上的作用区域中的工件高度来调节所述刀具相对于工件支座的高度位置，其中该刀具的高度位置的调节优选根据工件的进给速度进行。
适宜的是，该方法也根据在刀具上的作用区域中的人体组织的识别来进行刀具的调节，使得在工作中根据本发明的方法达到特别高的安全标准。
对于根据本发明的传感装置，优选的是在工件到刀具的进给方向上在刀具附近以及在支座的区域中、优选接近支座平面地布置传感器，其中，适宜的是通过所述传感器不仅检测工件在刀具的作用区域中的当前高度，而且检测工件的当前进给速度和必要时也检测工件的位置。分开地、但是也可以在所述传感器中集成地设置用于检测人体组织的传感器，其中，作为传感器尤其使用光学或声学工作的传感器以及基于雷达工作的传感器。
附图说明
其它优点和适宜的实施例从权利要求书、附图说明和附图中得出。其中示出：
图1示出构造为台式圆盘锯的工具机的简图，该台式圆盘锯具有作为刀具的锯片和用于在竖直方向上相对于工件支座调节刀具的致动装置，
图2示出在俯视构造为锯片的刀具时图1中的中心部分的简图，其中，在未示出的工件到由锯片构成的刀具的进给方向上，在该刀具前面显示出出一个设置在支座的区域中的传感装置，
图3示出一个根据图1的基本装置，其中示出了刀具从其工作位置中快速调节到一个相对于支座缩回的或者沉入到支座中的运行或静止位置中，
图4示出在高度方向上直线地调节刀具的过程中在相对于工件的不同高度位置中的刀具的示意图，
图5示出在相对于工件摆动运行地调节刀具时相应于图4的视图，
图6示出另一种示意图，其中通过锯片构成的刀具与工件嵌接并且工件相对于刀具倾斜以及由此在锯片的背部区域中引起由锯片施加到工件上的力，及
图7以示意图示出根据本发明地、部分任选地设置的传感装置，它与控制单元和由控制单元控制的致动装置共同作用，所述致动装置用于刀具的高度调节和快速下降。
具体实施方式
在图1至3中作为根据本发明设计的工具机的例子显示出一个下置式台式圆盘锯1的基本结构。该台式圆盘锯1具有一个下部结构2，一个台面板3作为上盖件配属于该下部结构，通过该台面板3构成一个用于在图4至6中显示的工件5的支座4。设置一个圆锯片作为刀具6，该圆锯片如图2所示具有圆周侧的齿部7作为在圆周侧上用于去除材料地构造的环形区域。该刀具6在工作间隙8中穿过台面板3和由该台面板构成的支座4，该工作间隙与刀具6平面平行地延伸并且允许刀具6足够地自由通过。
在该实施例中通过圆锯片构成的刀具6的旋转方向以9标出，而在图1至3中未示出的工件的进给方向以10标出。与刀具6平面平行地设有一个所谓的劈木楔11，在工件5通过刀具6之后该劈木楔嵌入到通过刀具6创造的工作间隙中，即在圆锯片作为刀具6的情况下嵌入到相应的锯割间隙中，这没有示出。该劈木楔11用于对工件5在进给方向10上伸出超过刀具6的部分进行无倾斜的横向导向。
图1至3显示出以马达方式绕轴线12被旋转地驱动的刀具6在竖直方向上的可调节性。通过在竖直方向上调节刀具6，能够确定伸出超过支座4的、通过圆形刀具6的一个分段构成的工作区域13的高度，刀具6以该工作区域作用在当前的工件5上。
刀具6在竖直方向上的调节在图1中通过呈角度的、尤其相对于与支座4垂直的竖直轴线14对称地安装的致动器15，16显示，这些致动器不仅能够实现直线调节，而且能够实现沿着给定的曲线轨迹的调节，如例如根据图5说明的那样。如果仅仅力求直线调节，则也可以通过仅一个在调节方向上延伸的致动器进行处理。在这些致动器的相应构型中，通过一个这样的致动器或者通过图1中所示的致动器15，16布置不仅可以调节刀具6在所属的工件5上的当前嵌入深度，而且也可以在相应地快速响应的致动器的情况下使刀具6从刀具的当前工作位置(如其在图1中显示的那样)几乎冲击式地下降到这样一个位置中，在该位置中刀具6下降到支座4上面或下方，如其例如由于安全原因在识别到与损伤相关的行为举止
Figure BPA00001231615300051
时适宜的那样。
图3示出与此相关的另一种用于快速下降的可能性，其在基本结构上对应于根据图1的视图并且其中为了从先前的工作位置快速下降而设有一个弹簧装置7，在正常的工作运行中该弹簧装置象征性地通过一个安全销18卡住并且仅在识别到安全危险时才被释放。这样的通过弹簧装置7构成的致动装置19例如也可以设置成致动装置24的补充(该致动装置24如在图1中所示及针对图1所描述的那样)并且通过该致动装置24在竖直方向上相对于当前的工件5调节该刀具6，尤其在刀具相对于工件5的当前高度位置方面进行调节。在这样的情况下，一个用于快速下降的致动装置19例如通过以下方式有效地开启，即由致动器15，16构成的致动装置24转换到空载运行或自由运行。
在图1至3中没有示出通过控制单元20根据以传感方式检测到的当前工作成效对各个致动器15，16或者说致动装置19，24进行控制。传感式检测可以例如通过一个用于检测工件5在刀具6的作用区域中的当前高度的传感器21、一个用于检测工件5的进给速度和/或位置的传感器22和一个用于检测刀具6附近区域中的人体组织的传感器23来实现。这在图7中示意性地显示，其中，例如通过致动器15，16表示出的致动装置用24表示，而用19表示用于快速下降的致动装置。
在刀具6的高度调节的基本功能的意义上，与工件5在刀具6的作用区域中的当前高度协调一致地，通过传感器21(优选与传感器22相结合地)根据控制单元20中相应的信号处理进行致动装置24的控制。为此适宜的是，与此相关的传感器21和22在功能上共同作用并且优选地如在图1和3中显示的那样被定位在台面板3的一个区域25中，该区域25位于刀具6在工件5上的作用区域中，该工件5在进给方向上被引向刀具6。在图2中组合起来地示出区域25中的传感器21和22，但是分开的布置也落在本发明的范围中，其中，工件5的进给速度和位置的检测对于使用根据本发明的工具机的工作而言是适宜的，但不是必不可少的。
传感器23在区域25中的相应布置同样是可能的。但是，设置多个用于识别在刀具6的作用区域中的人体组织的传感器23也落在本发明的范围中，其中，与此有关的一种可能性在于，一个这样的传感器23例如设置在劈木楔11上或者甚至设置在工具机的可分别根据当前的工作选择的区域中。
图4和6显示出根据本发明设置的、在工作运行期间根据工件5在刀具6的作用区域中的当前高度在刀具6与支座4之间在竖直方向上的可相对调节性。由于该可调节性，刀具6和支座4可相对于彼此调节到一个高度位置中，该高度位置几乎对应于工件5在刀具6的作用区域中的当前高度。优选地，刀具6具有超出工件当前高度的超出量，该超出量的下限为2mm并且上限为约10mm。
图4至6中的视图源于刀具6相对于支座4的高度可调节性，其中，在图4和5中示出用于工件5的、相对于进给路程不同的高度变化过程，该工件具有一个下工件部分26和一个部分地位于该下工件部分上面的上工件部分27。
在图4和5中，起始点是作为刀具6设置的圆锯片的运行位置，在该运行位置中圆锯片在竖直方向上几乎与支座4相切，在所示的实施例中以其工作区域13稍微伸出超过支座4。根据在进给方向10上相对于上工件部分27前伸的下工件部分26的、以传感方式识别的高度，将刀具6直线地相对于支座4横向地抬升到一个水平上，在该水平上刀具6的一个更大的分段作为工作区域伸出超过支座4并且相对于下工件部分26的上表面进入一个高度位置，在该高度位置中相对于下工件部分26的上表面的超出量很小。因此，工件5在向着刀具6的进给过程中尽管在完整高度上被锯穿，但是相对于被锯穿的部分在竖直方向上仅得到一个超出量，该超出量如对于完整切断而言所需的那样。由此，在工作运行中通过工件5以这样的程度覆盖刀具6，使得例如使用者与刀具6的接触最终只会导致表面损伤，因为刀具6相对于工件5的超出量相应地很小，例如位于几毫米的范围内。
如果不仅分别检测工件5的高度，而且检测工件的进给位置及优选地也检测工件的进给速度，则可以这样地实现对高度调节的控制，使得根据当前与刀具6重叠的工件5的厚度调节刀具6的高度。因此，从刀具6的初始位置(其中刀具的工作区域13相对于支座4的超出量非常小)出发，在将工件5引向刀具6时对于该刀具而言达到了通过工件5在很大程度上的覆盖。如果在工件5在进给方向10上继续进给的范围中该上工件部分27来到刀具6的作用区域中，则该刀具按照上述工作方式以这样的程度在竖直方向上偏移，使得相对于上工件部分27的上表面重新仅得到一个很小的过切并且由此得到很小的超出量。当工件5在进给方向10上继续偏移时也发生相应的高度适配，但是从现在开始根据下降的工件轮廓在相反的方向上进行，使得在整个工作运行中得到通过工件5对刀具6的在很大程度上的覆盖。
刀具6在横向于支座4的竖直方向上的直线调节会导致工件5与刀具6之间的切入点30根据刀具6的高度位置而移位。这可能导致通过刀具6对工件5的冲击式加载，该冲击式加载可能让使用者对工件5的导向变得困难，由此也可能不利地影响工作结果。
在根据图5的构型中，在调节刀具6相对于支座4的高度位置时，通过以下方式克服了上述缺点：刀具6沿着一个圆形的导向轨迹或弧形的摆动轨迹31可摆动地导向，使得切入点30构成位于工件支座4区域中的、用于导向或摆动轨迹31的极点。该摆动或导向轨迹31由此相对于作为摆动极点的切入点30具有一个与刀具6半径32相当的或几乎相当的极距。在这样的实施方式中也能够实现类似于根据图4的构型的高度调节，但是现在沿着导向或摆动轨迹31实现，因此可以参见与之相关的实施例。
由于切入点30和摆动极点至少近似地重合，刀具6的切入点30在工件5上的位置与刀具6的高度位置无关地保持至少近似相同，大约在支座4的高度上，并且得出工作过程的均衡，该均衡在通过使用者的导向方面及对于工作结果的品质而言具有相应的优点。
摆动轨迹31可以原则上通过导轨或类似件形成。但是相应的摆动轨迹也允许在自由的导向装置中通过调节元件(在其布置上例如在图1中所示的致动器15，16)实现。根据本发明适宜地考虑，由于刀具6的径向导向，沿着导向轨迹或摆动轨迹31、即具有半径32的行进路程不再以1比1对应于要经过的、以传感方式检测到的高度。因此符合目的的是，控制单元20将该径向相关性作为特征曲线存储地保持，以便将当前给定的高度调节正确地换算成沿着导向轨迹或摆动轨迹31所需的行进路程。
图6显示，根据本发明给定的工作方式(其中刀具6超过工件5的超出量分别仅非常小)在使用者对工件的导向方面也被证明是有利的，因为刀具6、尤其锯片的背面在相对于工件5、即例如相对于待切割的木块倾斜的情况下基本上与进给方向10相反地对工件5加载。这通过与在相对于工件5的重叠区域中的刀具6相切地延伸的力矢量33表示并且能够实现使用者的快速反应，因为使用者总是向着刀具6的方向移动工件5，由此能够快速地建立一个反力。与之相比，在刀具6超过工件5的超出量更大时，得到力矢量的在很大程度上垂直的延伸，其由于给定的杠杆效应很难被使用者掌控。
如果在根据本发明的解决方案的范围中使用附加的防护盖，则所述防护盖虽然能够有助于进一步提高用户安全性，但同时能将所述防护盖的尺寸保持得如此小，使得至少较大的对使用者的影响与防护盖不再相关联。
根据本发明提出的控制单元20除了所列出的可能性之外也可以用于在危险情况下必要时中断或关停用于刀具6的马达式的驱动装置。
为了传感式的检测，优选使用传感器，它们例如作为光学传感器基于红外线或以激光工作，或者作为声学传感器以超声工作。此外也可以有利地使用基于雷达工作的传感器，例如UWB(PN或步进频率)、多普勒仪或其它传感器。

Claims (16)

1.工具机、尤其是下置式台式圆盘锯(1)，具有马达式的驱动装置、一个用于工件(5)的支座(4)和一个在圆周侧上用于去除材料地构造的、在工作运行中旋转的刀具(6)，其中所述刀具(6)和所述支座(4)在横向于所述支座(4)延伸的竖直方向上相对于彼此是可调节的，并且，所述刀具(6)在它的作用在所述工件(5)上的工作位置中具有一个伸出超过所述支座(4)的工作区域(13)，其特征在于，所述刀具(6)和所述支座(4)在工作运行中在竖直方向上根据所述工件(5)在所述刀具(6)的作用区域中的当前高度被以传感方式控制，是马达式地相对于彼此可调节的并且相对于彼此可调节到一个位置上，该位置几乎相当于所述工件(5)在所述刀具(6)的作用区域中的当前高度。
2.根据权利要求1的工具机，其特征在于，所述刀具(6)相对于固定的所述支座(4)是可调节的。
3.根据权利要求1或2的工具机，其特征在于，在工件(5)位于所述刀具的作用区域之外时，所述刀具(6)进入一个至少下降到所述支座(4)的水平上的位置。
4.根据权利要求1至3之一的工具机，其特征在于，在竖直方向上对所述刀具(6)的调节根据以传感方式检测到的所述工件(5)的进给速度来控制。
5.根据权利要求1至4之一的工具机，其特征在于，所述刀具(6)根据以传感方式检测到的、在所述刀具(6)的作用区域中的人体组织来控制并且可调节到一个至少下降到所述支座(4)的水平上的安全和/或不运行位置中。
6.根据权利要求1至5之一的工具机，其特征在于，所述刀具(6)的所述工作区域(13)的伸出超过所述工件(5)的部分通过所述刀具圆周侧上的、用于去除材料地构造的圆形区域构成，尤其是通过所述刀具的齿部区域构成。
7.根据权利要求6的工具机，其特征在于，所述工作区域(13)的伸出超过所述工件(5)的部分具有一个径向高度，该径向高度占所述环形区域的径向高度的一小部分。
8.根据权利要求6或7的工具机，其特征在于，所述工作区域的伸出超过所述工件(5)的部分的下限为2mm并且上限为约10mm。
9.根据以上权利要求之一的工具机，其特征在于，所述刀具(6)相对于工件支座可直线地调节。
10.根据权利要求1至9之一的工具机，其特征在于，所述刀具(6)沿着一个导向或摆动轨迹(31)可摆动地导向，该导向或摆动轨迹具有一个位于所述工件支座(4)的区域中的摆动极点。
11.根据权利要求10的工具机，其特征在于，所述摆动轨迹到所述摆动极点的极距与所述刀具(6)的半径(32)至少近似，所述摆动极点至少近似地位于所述刀具(6)相对于所述工件(5)的切入点(30)。
12.根据以上权利要求之一的工具机，其特征在于，设有基于光学、声学和/或雷达地工作的、用于检测所述工件(5)的厚度的传感器(21)。
13.根据权利要求12的工具机，其特征在于，传感器信号基于UWG(PN或步进频率)或多普勒雷达构造。
14.用于运行工具机、尤其是根据以上权利要求之一的工具机的方法，其特征在于，在工作运行中根据在所述刀具(6)在所述工件(5)上的作用区域中的所述工件(5)的高度来调节所述刀具(6)相对于用于所述工件(5)的所述支座(4)的高度位置并且调节到一个高度位置，该高度位置对应于伸出超过所述工件(5)高度的、与所述工件邻接的高度位置。
15.根据权利要求14的方法，其特征在于，根据所述工件(5)的进给速度和/或进给位置来调节所述刀具(6)的高度位置。
16.根据权利要求14或15的方法，其特征在于，根据在所述刀具(6)的作用区域中人体组织的识别将所述刀具(6)调节到一个下降的防护位置中。
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