DE10301440B4

DE10301440B4 - Markiervorrichtung

Info

Publication number: DE10301440B4
Application number: DE2003101440
Authority: DE
Inventors: Manfred Armbruster; Bernd Nestle
Original assignee: Gottlieb Nestle GmbH
Current assignee: Gottlieb Nestle GmbH
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2023-01-16
Also published as: DE10301440A1

Abstract

Markiervorrichtung für ein auf einer motorisch angetriebenen Welle (14) angeordnetes Werkzeug (16) mit einer auf der Welle (14) angeordneten oder anordenbaren Lasereinheit (26) und einer diese Lasereinheit (26) versorgende Stromversorgungseinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinheit wenigstens eine ebenfalls an oder auf der Welle angeordnete oder anordenbare Induktionsspule (22) und wenigstens ein mit dieser Induktionsspule (22) in elektromagnetischer Wechselwirkung stehendes Magnetelement (21) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Markiervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6 und eine Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

Bei zahlreichen spanend arbeitenden Maschinen, insbesondere bei Sägen, ist es wichtig, dass man vor Auftreffen des Werkzeugs, beispielsweise des Sägeblattes, auf das Werkstück sieht, an welcher Stelle des Werkstückes das Werkzeug aufsetzen wird. Insbesondere zum Einsatz an Kappsägen sind hierfür sogenannte Zuschnittlaser bekannt, die eine Linie derart auf das Werkstück projizieren, dass diese Linie dem späteren Sägeschnitt entspricht.

Die Gesamteinheit eines solchen Zuschnittlasers besteht in der Regel aus einer Laserdiode, einer Optik, die den Laserstrahl zur Erzeugung der Linie entsprechend auffächert und einer Stromversorgungseinheit für die Laserdiode. Beispielsweise aus der US 5,285,708 A ist bekannt für die Stromversorgung des Lasers einen Transformator vorzusehen, so dass der Laser aus dem die Kappsäge versorgenden Stromkreis gespeist wird. Hierzu ist jedoch eine zusätzliche Verkabelung notwendig, was zum einen natürlich einen gewissen Aufwand bedeutet und zum anderen die Gefahr mit sich bringt, dass bei einem Kabelbruch oder ähnlichem der Zuschnittlaser funktionsuntüchtig wird. Da solche Sägen häufig bei sehr rauhen Umweltbedingungen eingesetzt werden, ist es weiterhin wichtig, die in der Regel notwendigen Steckverbinder aufwendig zu kapseln, um sie gegen Spritzwasser, Schmutz und dergleichen zu sichern. Ein weiterer Nachteil dieser Art der Stromversorgung besteht darin, dass bei unterschiedlichen Netzspannungen (110 Volt/220 Volt) jeweils ein anderer Transformator eingesetzt werden muss.

Die DE 296 16 604 U1 schlägt eine Markiervorrichtung vor, mittels derer viele der oben beschriebenen Probleme nicht auftreten. Hier ist die Laserdiode batterie- oder akkubetrieben, so dass die gesamte Markiervorrichtung als separates, autarkes Element an der Maschine befestigt wird. Systembedingt tritt hier natürlich die Notwendigkeit auf, von Zeit zu Zeit die Batterien oder Akkumulatoren zu wechseln, was einerseits einen gewissen Aufwand bedeutet und andererseits das Vorhalten entsprechender Batterien oder Akkumulatoren notwendig macht. Insbesondere die Verwendung von Batterien ist sowohl aus Kosten- als auch aus Umweltgründen nachteilig.

Weiterhin muss der Verschluss des Batteriefaches mechanisch so ausgebildet werden, dass ein Eindringen von Schmutz und Spritzwasser zuverlässig verhindert wird, was die Verwendung entsprechender Dichtelemente notwendig macht. Eine völlige Kapselung der Einheit ist nicht möglich, oder zumindest aufwendig.

Aus der gattungsbildenden EP 1 258 305 A2 ist eine Kreissäge bekannt, auf deren Sägewelle ein mitrotierender Laser zur Markierung des Sägeschnittes angeordnet ist. Zur Stromversorgung dienen auch hier Batterien. Laser und Batterien sind in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, welches auf der Sägewelle montiert ist. Aufgrund des Vorhandenseins von Batterien ergeben sich die oben genannten Nachteile.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Markiervorrichtung und eine diese Markiervorrichtung verwendende Maschine zu schaffen, die einerseits vom Stromkreis der Maschine unabhängig ist, und die andererseits ohne Batterien bzw. Akkumulatoren auskommt.

Diese Aufgabe wird mit einer Markiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 oder einer Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 6 oder des Anspruchs 7 gelöst.

Der Strom zur Versorgung des Lasers wird hier auf elektrodynamischem Wege erzeugt. Hierzu weist die Stromversorgungseinheit zwei Elemente auf, nämlich eine Induktionsspule, die an oder auf der das Werkzeug antreibenden Welle angeordnet wird und wenigstens ein ortsfestes Magnetelement, das mit der Induktionsspule in elektromagnetischer Wechselwirkung steht. Die Lasereinheit ist ebenfalls an oder auf der Welle angeordnet, so dass die elektrische Verbindung zwischen Induktionsspule und Lasereinheit unproblematisch ist und Lasereinheit und Induktionsspule vorzugsweise in einem einzigen Gehäuse angeordnet werden können, wodurch auf einfache Art und Weise eine vollständige Kapselung erzielt werden kann, siehe hierzu insbesondere Anspruch 4.

Eine Markiervorrichtung mit den weiteren Merkmalen der Ansprüche 3 oder 4 ist insbesondere auch zum Nachrüsten einer bereits bestehenden Maschine geeignet. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann natürlich auch ein Bestandteil der Maschine selbst sein.

Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und aus den im folgenden genauer beschriebenen Ausführungsbeispielen, die mit Bezug auf die Figuren näher erläutert werden, wobei die Figuren folgendes zeigen:
1 Eine schematisierte Darstellung eines Querschnitts durch eine Kappsäge, in welche die erfindungsgemäße Markiervorrichtung eingebaut ist,
2 eine schematische, dreidimensionale Darstellung der Anordnung einer Markiervorrichtung,
3 einen schematisierten Querschnitt durch eine Hohlwelle mit angeflanschter Markiervorrichtung.
1 zeigt eine schematisierte Darstellung einer Kappsäge, die die erfindungsgemäße Markiervorrichtung aufweist.
1 zeigt eine schematisierte Darstellung einer Kappsäge im Querschnitt. Im Maschinengehäuse 10 ist der Motor 12 angeordnet, von dem aus sich die Welle 14 bis zum Sägeblatt 16 erstreckt. In der Ruheposition ist die Kappsäge in ei nem vorbestimmten Abstand über dem Werkstück W angeordnet. Nach dem richtigen Positionieren des Werkstückes wird die Kappsäge abgesenkt und der Schnitt mit dem Sägeblatt 16 erfolgt. Die nun im folgenden beschriebene Markiervorrichtung erzeugt in der Ruheposition der Kappsäge einen Laserlichtstrich auf dem Werkstück an derjenigen Position, an der der spätere Schnitt erfolgt.
Die Markiervorrichtung weist zwei mechanisch voneinander getrennte Einheiten auf, nämlich die starr angeordneten Magnetelemente 21 und das ringförmig ausgebildete, auf der Welle 16 montierte Gehäuse 20. In dem Gehäuse 20 befindet sich die Induktionsspule 22, welche elektrisch mit der eine Laserdiode aufweisenden Lasereinheit 26 verbunden ist. Zur Gleichrichtung und Glättung der elektrischen Spannung ist zwischen Induktionsspule 22 und Lasereinheit 26 eine entsprechende elektronische Schaltung 24 geschaltet.
Das Gehäuse 20 und der damit auch die hierin angeordnete Induktionsspule 22 dreht sich mit der Welle 14, so dass durch die Magnetelemente 21 eine Spannung in die Induktionsspule 22 induziert wird, wodurch der benötigte Strom für die Lasereinheit 26 erzeugt wird. Bei den Magnetelementen kann es sich sowohl um Elektromagnete, als auch um Permanentmagnete handeln. Das Gehäuse 20 kann vollständig in sich gekapselt sein, so dass die gesamte Vorrichtung sehr unempfindlich gegen Staub, Sägespäne, Spritzwasser und dergleichen ist.
2 zeigt schematisch die Anordnung des Gehäuses 20 auf der Welle 14 und die Anordnung der Magnetelemente 21 in Bezug auf das Gehäuse 20. Das sich am Ende der Welle 14 befindende Sägeblatt ist nicht dargestellt.
Die Lasereinheit 26 ist um einen gewissen Winkel α gegenüber der Normalen zur Achse der Welle 14 verschwenkt. Dieser Winkel α ist so gewählt, dass der Laserstrahl L in Ruhestellung der Kappsäge genau dort auf dem Werkstück W auftrifft, wo bei Herunterschwenken der Kappsäge das Sägeblatt 16 den Sägeschnitt im Werkstück W erzeugt. Hierzu ist es im allgemeinen sinnvoll, die Lase reinheit um einen gewissen Betrag schwenkbar im Gehäuse 20 anzuordnen und eine Arretiervorrichtung vorzusehen, so dass die Einjustierung des Winkels α bei jeder Maschine individuell erfolgen kann. Wenn jedoch die Markiervorrichtung zur Grundausstattung der Maschine selbst gehört, ist es auch möglich, den Winkel α fest vorzugeben.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Gehäuse 20 nicht ringförmig und auf der Welle 14 angeordnet, sondern an ein Ende der hier als Hohlwelle ausgebildeten Welle 14 angeflanscht ist. Hierbei ist die Lasereinheit 26 koaxial zur Hohlwelle ausgerichtet. Der emittierte Laserstrahl L läuft innerhalb der Hohlwelle bis zum Umlenkspiegel 28, von wo er im wesentlichen senkrecht durch eine Durchbrechung 15 in der Wellenwandung 14a aus der Welle 14 herausgespiegelt wird. Die Durchbrechung 14 liegt vorzugsweise unmittelbar neben dem Sägeblatt 16. Die grundsätzliche Wirkungsweise bezüglich der Spannungsinduktion durch die nicht mitrotierenden Magnetelemente 21 ist wie im ersten Ausführungsbeispiel.
Dadurch, dass hier eine Hohlwelle verwendet werden muss, ist dieses Ausführungsbeispiel grundsätzlich etwas aufwendiger als das erstgenannte, hat jedoch den Vorteil, dass der Laserstrahl unmittelbar neben dem Sägeblatt austreten kann, so dass eine Verkippung des Laserstrahls gegen die Normale zur Wellenachse nicht zwingend erforderlich ist. In der Regel wird eine solche Ausführungsform nur bei Maschinen zu realisieren sein, bei denen die Welle 14 nicht im Motor oder im Getriebe endet.
Auch wenn sich die obigen Ausführungsformen auf eine Verwendung mit einer Kreissäge beziehen, ist klar, dass dieses Prinzip bei allen Maschinen angewendet werden kann, bei denen ein Bearbeitungswerkzeug durch eine sich drehende Welle angetrieben wird.

10: Maschinengehäuse
12: Motor
14: Welle
14a: Wellenwandung
15: Durchbrechung
16: Sägeblatt
20: Gehäuse
21: Magnetelement
22: Induktionsspule
24: elektronische Schaltung
26: Lasereinheit
28: Umlenkspiegel
W: Werkstück

Claims

Markiervorrichtung für ein auf einer motorisch angetriebenen Welle (14) angeordnetes Werkzeug (16) mit einer auf der Welle (14) angeordneten oder anordenbaren Lasereinheit (26) und einer diese Lasereinheit (26) versorgende Stromversorgungseinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinheit wenigstens eine ebenfalls an oder auf der Welle angeordnete oder anordenbare Induktionsspule (22) und wenigstens ein mit dieser Induktionsspule (22) in elektromagnetischer Wechselwirkung stehendes Magnetelement (21) aufweist.
Markiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der Induktionsspule (22) und der Lasereinheit (26) eine elektronische Schaltung (24) zur Gleichrichtung und Spannungsregelung befindet.
Markiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Induktionsspule (22) und Lasereinheit (26) jeweils in einem ringförmigen Gehäuse angeordnet sind.
Markiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Induktionsspule (22) und Lasereinheit (26) in einem gemeinsamen Gehäuse (20) angeordnet sind.
Markiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasereinheit (26) derart ausgerichtet ist, dass der erzeugte Laserstrahl (L) im wesentlichen senkrecht zur Achse des ringförmigen Gehäuses verläuft und um einen Winkel (α) gegenüber der Normalen zur Achse des ringförmigen Gehäuses verschwenkbar ist.
Maschine mit einer motorisch angetriebenen Welle (14), auf der ein Werkzeug (16) angeordnet ist und einer Markiervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Markiervorrichtung eine Markiervorrichtung mit den Merkmalen einer der Ansprüche 1 bis 5 ist.
Maschine mit einer motorisch angetriebenen Welle (14), auf der ein Werkzeug (16) angeordnet ist, und einer Markiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Welle (14) eine Hohlwelle ist, dass Induktionsspule (22) und Lasereinheit (26) an ein Ende der Hohlwelle angeflanscht sind und dass sich der zu erzeugende Laserstrahl (L) ins Innere der Hohlwelle hineinerstreckt und von einem Umlenkelement (28) im wesentlichen senkrecht zur Wellenachse durch eine Durchbrechung (15) in der Wellenwandung (14a) nach außen gelenkt wird.
Maschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug ein Sägeblatt (16) ist.