DE1809997A1

DE1809997A1 - Werkstueckeinspannvorrichtung an Kreissaegemaschinen

Info

Publication number: DE1809997A1
Application number: DE19681809997
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Arno Willemeit
Original assignee: PAHLITZSCH DR ING GOTTHOLD
Current assignee: PAHLITZSCH DR ING GOTTHOLD
Priority date: 1968-11-20
Filing date: 1968-11-20
Publication date: 1970-06-04
Also published as: GB1260025A; FR2023748A1

Description

An das

Deutsche Patentamt

8 M ü-n c h e η
Zweibrückenstr. 12

Betrifft: Patentanmeldung: Werkstückeinspannvorrichtungen für Kreissägemaschinen

Patentbeschreibung

Die Erfindung betrifft eine Werkstückeinspannvorrichtung an Kreissägemaschinen, die das zu trennende Werkstück durch zwei unabhängig voneinander wirkende Vorrichtungen festspannt, und zwar so, daß nach erfolgtem Durchtrennen des Werkstückes und noch bevor das Sägeblatt bzw. das Werkstück in seine Ausgangslaße zurückkehrt, die entstandenen Schnittflächen des eingespannten Werkstückes und des eingespannten Werkstückabschnittes soweit vom Sägeblatt abgerückt werden, daß letzteres die Schnittflächen nicht mehr berührt. "*

Sagemaschinen mit kreisender Schnitt- und geradliniger Vorschubbewegung sind hauptsächlich für das Zuschneiden von Werkstücken nach Form und Größe aus dem Rohmaterial von Bedeutung. Ihr Vorteil gegenüber anderen Sägemaschinen liegt, in den geringen Trennzeiten, die auch bei Werkstoffen mit großer Festigkeit und bei großen Trennquerschnitten erreicht werden können.

Die Vielzahl der mit Kreissägemaschinen zu trennenden Werkstückformen und -größen erfordert somit universelle Werkstückspannvorrichtungen, die das Einrichten sowie Spannen und Lösen der Spannbacken für unterschiedliche Werkstückabmessungen im Hinblick·auf kurze Nebenzeiten und rasche Schnittfolge ermöglichen. 009823/09A0

Werkstückspannvorrichtungen, die diesen Anforderungen genügen, sind in der Praxis in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. Insbesondere zum Trennen von Stahl mit Schnellarbeitsstahl-Sägeblättern wendet man häufig Spannvorrichtungen an, die das zu trennende Werkstück in einer oder zwei Ebenen mittels einstellbarer Spannbacken auf dem Werkstücktisch einspannen. Bei Anordnung der Spannbacken in zwei Ebenen stehen diese senkrecht zueinander. Die Auswahl der geeignetsten Einspannvorrichtung hängt hauptsächlich von der jeweiligen Richtung der Zerspankraftkomponente ab. Im Falle zweier senkrecht zueinander stehender, verstellbarer Spannbacken ist eine Spannbacke so angeordnet, daß sie gleichzeitig gemeinsam das tferkstück und den entstehenden Werkstückabschnitt auf dem Werkstücktisch einspannt, während mit der zweiten Spannbacke nur das Werkstück in einer zweiten, meist senkrecht dazu stehenden Ebene auf dem Werkstücktisch eingespannt wird»

Ist nur eine Spannebene vorhanden, so werden Werkstück und Werkstückabschnitt von je einer Spannbacke gespannt. Um möglichst viele verschiedene Werkstückformen mit einer Mindestzahl von Spannbacken einspannen zu können, werden die Spannbackenflächen häufig prismatisch ausgebildet. Diese haben den Vorteil, daß die senkrecht zu den Prismenebenen stehenden Kraftkomponenten der eingeleiteten Spannkraft das Werkstück bzw. den Werkstückabschnitt in mehr als einer Kraftrichtung mit den Werkstücktisch verspannen. Die erforderlichen Spannkräfte werden im allgemeinen von hydraulisch betätigten Spannzylindern direkt oder indirekt über Hebelmechanismen auf die entsprechende Spannbacke übertragen. Die bisher an Kreissä^emaschinen eingesetzten WerkstückeinspaonvorrichtuQgen können jedoch die fielzahl der Anforderungen, die an sie gestellt werden, nicht universell erfüllen.

Standzeitverringerung des Sägeblattes und Minderung der Schnittflächengüte sind in einem bisher unerkannten Maße auf unzweckmäßige Werkstückeinspannvorrichtimgen zurückzufüinren und wirken sich auf die Kosten der Weiterverarbeitung aus«,

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Da das Sägen in den meisten Fällen an erster Stelle des Arbeitsfolgeplans steht, kommt es oft vor, daß die Werkstückoberflächen nicht planparallel bzw· zylinderisch verlaufen. Bei Walsgut (Profilen, Rund- und Vierkantblöcken etc.) können darüber hinaus die Werkstücke in ihrer Achsrichtung gekrümmt sein. Andere Werkstücke haben in Werketücklängsrichtung erhebliche Höhen- und Breitenabweichungen, sind konisch oder weisen, insbesondere bei Gußteilen, an den Oberflächen warzenförmige Erhebungen und Grat auf. In diesen Fällen ist ein einwandfreies und sicheres Einspannen des ..erkstückes und des Werkstückabschnittes während und nach Beendigung des Trennvorganges nicht gewährleistet. Da Auflage und Jpannbackenflachen meist achs- ™ parallel zueinander liegen und auch parallel verstellt werlen können, erfolgt die Kraftübertragung zwischen Einspannvorrichtung sowie Werkstück bzw. Werkstückabschnitt oft nur durch Punkt- oder Linienberührung. Nicht selten erfaßt die für »¥erk~ stück und Aerkst'ickabschnitt gemeinsame Spannbacke nur ein »Verkstückteil und läßt das andere beispielsweise den iVerkstückabschnitt unberührt, so da3 er nach dem Durchtrennen völlig unkontrollierbar" den Arbeitsablauf 3tören kann. Die Folgen Undefinierter Einspannung von Werkstück und Werkstückabschnitt sind Verlagerungen und Verkantungen beider Werkstückteile unmittelbar vor und nach dem erfolgten Durchtrennen des Werkstückes, wodurch das Aerkzeug oft schlagartig hohen Beanspruchungen ausgesetzt j wird, die zu Schneiden- und Eckenausbrüchen der Sägezähne und Standzeitminderung der Sägeblätter führen können. Dabei wird dann natürlich'auch das Werkstück bzw. der Werkntiickabschnitt beschädigt. Die zunächst parallel zum Sägeblatt stehenden Schnittflächen an Werkstück und Werkstückabnchnitt ändern in der letzten Phase des Trennens somit ihre Lage und behindern das Sägeblatt beim Rücklauf aus der Schnittfuge. Haupt- und Nebenschneiden der Sägezähne kommen dadurch nochmals mit den Werkstückteilen zum Eingriff, werden infolge großer Rücklaufgeschwindigkeit und damit großen SpanungsQuerschnittes hoch belastet und rufen darüber hinaus Beschädigungen an den Werkstückschnittflachen hervor.

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Die gleichen Wirkungen können eintreten, wenn das Sägeblatt während des Sägens von seiner vorgesehenen Vorschubrichtung abweicht. Die erzeugten Schnittflächen stehen dann nicht mehr senkrecht zur Sägeblattachse, sondern folgen in ihrer Krümmung der Sägeblattdurchbiegung während des Trennvorganges, was in der Praxis als Verlaufen des Sägeblattes bezeichnet wird.

Ist unmittelbar nach erfolgtem Durchtrennen das umlaufende Sägeblatt nicht mehr durch Zerspankräfte belastet, so ist es bestrebt, in seine Ruhelage zurückzufedern. Wird es hieran jedoch von der erzeugten Schnittfläche gehindert, so gelangen beim Eilrücklauf Nebenschneiden und Schneidenecken der Sägezähne in unerwünschter Weise zum Singriff. Erhebliche Biegeschwingungen mit starkem Werkzeugverschleiß sind neben Verschlechterung der Schnittfläche die Folgen. Ähnliche Störungen können auch dann noch eintreten, wenn die Werkstückteile nach dem Durchtrennen gespannt bleiben und kein "Verlaufen" des Sägeblattes erfolgt. Ursache ist hier eine Verengung der SchnittfuRe infolge thermisch bedingter Werkstückausdehnung sowie elastischer und plastischer Verformungen an den Werkstückschnittflächen. Bei Anwendung hartmeta¹lbestückter Sägeblätter, deren Einsatz man derzeit anstrebt, sind die Folgen unerwünschter Beanspruchungen während des Eilrücklaufes ganz besonders schwerwiegend, weil infolge Umkehrung der Vorschubbewegungsrichtung auch die Zerspankraft ihre Richtung ändert. Das relativ spröde Hartmetall als Schneidenwerkstoff ist den hierbei auftretenden großen Zug- und Biegebeanspruchungen nicht gewachsen und die Schneiden werden durch mehr oder weniger große Ausbrüche unbrauchbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Werkstückeinspannvorrichtung an Kreissägemaschinen zu schaffen, die das unerwünschte Eingreifen der Sägezahnschneiden und -ecken an den entstandenen Schnittflächen der Werkstückteile verhindert.

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Unter Vermeidung aller vorerwähnten Nachteile bisher bekannter derartiger Werkstückeinspannvorrichtungen sollen bei den erfindungjsgemäßen Werkstückeinspannvorrichtungen die Schnittflächen von Werkstück und Werkstückabschnitt, die unabhängig voneinander in mindestens zwei Spannkraftrichtungen mit Hilfe an sich bekannter Spannkraftmechanismen eingespannt und nach erfolgtem Durchtrennen und noch bevor das Sägeblatt oder das Werkstück im Eilrücklauf in ihre Ausgangslage zurückgehen, soweit vom Sägeblatt abgezogen werden, daß ein unerwünschter Eingriff der Sägezahnschneiden und -ecken mit den entstandenen Werkstückteilen mit Sicherheit vermieden wird. Es ist dabei unerheblich, ob Vorschub- bzw. Ei!rücklaufbewegung von Sägeblatt oder Werkstück ausgeführt werden. Die Aerkstückeinspannvorrichtung gemäß der Erfindung besteht aus zwei unabhängig voneinander wirkenden Einzelspannvorrichtungen für Werkstück und tferkstückabschnitt, die durch Ausnutzung translatorischer oder rotatorischer Freiheitsgrade gleichzeitig oder nacheinander beiderseits um beliebige Beträge oder symmetrisch zur Sägeblattmittenebene zum Zwecke einer Schnittfugenverbreiterung ihre Lage zum Sägeblatt mittels bekannter Bewegungsmechanismen ändern können. Unter Ausnutzung translatorischer Freiheitsgrade, wie in den Bildern 1 und 2 dargestellt, werden Werkstück 4 und iVerk^tückabschnitt 4* durch Einzel-Einspannvorrichtungen 6 und 6* unabhängig voneinander festgespannt. Die Sinzeleinspannvorrichtungen 6 und 6¹ können gemeinsam oder einzeln unabhängig voneinander derart bewegt werden, daß die Schnittflächen 13 und 15' von «Verkstück A- und Werkstückabschnitt 4·* vom Werkzeug 1 abgerückt werden.

Die Einzeleinspannvorrientungen 6 und 6*-sind in einer senkrecht zur Vorschubrichtung angeordneten Führungsbahn 5 geführt wobei die Bewegungseinleitung für die achsparallele Vorschiebung der eingespannten werkstückteile an den einzelnen Einspannvorrichtungen 6 und 6* erfolgt.

Zum besseren Verständnis der Anordnung der Einzeleinspannvorrichtungen und doren Spannbacken unter Ausnutzung translatorischer Freiheitsgrade wurde in Bild 1 eine perspektivische Dar-

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stellung gewählt.

Danach erfolgt das Einstellen der Spannbacken j> und 7 auf die gewünschten :iuerschnittsabmessungen des Werkstückes 4 (bzw. 4») in bekannter Weise in senkrecht zueinander stehenden Führungen 2 und 8 der Einzeleinspannvorrichtüngen 6 und 6· wobei die Kräfte für das .Spannen und Lösen der Werkstückteile (in Bild 1 nicht näher erläutert) ebenfalls in bekannter Weise parallel zu den Spannbackenführungen eingeleitet werden. Die Führung 5 des Maschinenbettes 10 dient der sur Werkstückachse parallelen Verschiebung der Einspannvorrichtungen 6 und 6' und somit des fest eingespannten Werkstückes 4 bzw. 4·.

Die an sich bekannten Elemente wie Spindeln u. dergleichen zur Erzeugung der achsparallelen Verschiebungen der Einzeleinspannvorrichtungen wurden der Übersicht halber in Bild 1 nicht aufgeführt.

Die in Bild 1 dargestellte gesamte Einspannvorrichtung erlaubt ein gleichzeitiges Abrücken der Einzel-Einspannvorrichtungen während des Wirkens der Spannkräfte nach erfolgtem Durchtrennen zum Erzielen der notwendigen Schnittfugenverbreiterung.

Anstelle einer Abrückbewegung eines Werkstückteile in Kombination mit der des anderen Werkstückteils kann auch eine Parallelverschiebung des Sägeblattes vorgenommen werden.

Die verschiedenen Möglichkeiten der Schnittfugenverbreiterung sind in den Bildern 2b bis 2f schenatisch dargestellt. Bild 2a zeigt die Lage von Sägeblatt 1, Werkstück 4 und Werkatüekabschnitt 4' unmittelbar nach erfolgtem Durchtrennen« Bild 2b zeigt die Lage des Werkstückes 4 nach einseitigem Abrücken desselben nach de^ Durchtrennen und Bild 2c nach Abrücken des ,Verk-Stückabschnittes 4». Infolge der Elastizität der Kreissägeblätter werden bereits durch diese Maßnahmen nach Bild 2b und 2c die an den Schneiden des Sägeblattes wirkenden Kräfte beim Hücklauf des Sägeblattes gemindert. Der Übersicht halber wurden in den Bildern 2, 3 und 4 die Lage des Sägesupportes 8 und des Hauptantriebsmotors M sowie die Richtungen der Vorschubgeschwindigkeit u, der Rücklaufgeschwindigkeit u_R und der Schnittgeschwindigkeit ν angegeben. 009823/0940

Bild 2d stellt die Lage von Sägeblatt 1, Werkstück 4 und Werkstückabschnitt 4* nach beidseitigem Abrücken der entsprechenden Einspannvorrichtungen 6 und 6· von Sägeblatt 1 dar. Bild 2e zeigt die Lage des Sägeblattes 1 und der Werkstückteile nach einseitigem Abrücken des Werkstückabschnittes 4· um den Betrag 2a und Parallelverschiebung des Sägeblattes in derselben Richtung um den Betrag a nach erfolgtem Durchtrennen. Xn Bild 2f wurde die Lage des Werkzeuges 1 und der Werkstücke nach einseitigem Abrücken des Werkstückes 4 um den Betrag 2a und Parallelverschiebung des Sägeblattes 1 in der selben Richtung um den Betrag a nach erfolgtem Durchtrnnnen dargestellt. Die Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäSen Einspannvorrichtungen nach " den Bildern 2b, 2c, 2e und 2f sind besonders vorteilhaft, wenn schwere Werkstücke oder Werkstückabschnitte mit großen Abmessungen vorliegen. In diesen Fällen kann das schwerere Werkstückteil in der nach dem Durchtrennen weiterhin feststehenden Einspannvorrichtung aufgenommen werden. Die erforderlichen Beschleunigungskräfte für die Abrückbewegung des in der beweglichen Einspannvorrichtung eingespannten kleineren bzw. leichteren Werkstückteile (s.B. des Werkstückabschnittes) werden somit kleiner.

Unter Ausnutzung rotatorischer Freiheitsgrade (vgl. Bild 5a-5f sowie 4a bis 4f) werden die Einzeleinspannvorrichtungen 6 bzw. 6* um außerhalb des Sägebereiches angeordnete, mit dem Maschinenbett 10 festverbundene vertikale (11) und horizontale (12) oder " beliebig geneigte Achsen geschwenkt. Die Einleitung der Schwenkbewegung der eingespannten Werkstückteile 4 bzw. 4' erfolgt hier ebenfalls an den einzelnen Einspannvorrichtungen. Die hierfür erforderlichen, bekannten Bewegungselemente können gleichzeitig für eine sichere und steife Positionierung der Einzeleinspannvorrichtungen während des Sägens herangezogen werden. Der Übersicht halber wurden sie in die schematischen Darstellungen der Bilder 3a bis 5f und 4a bis 4f nicht mit aufgenommen.

Unter Anwendung rotatorischer Freiheitsgrade für das Abrücken der in den Einseieinspannvorrichtungen gespannten Werkstückteile ergeben sich hinsichtlich der verschiedenen Kombinationemöglichkeiten (Bilder 5b bis 5f und 4b bis 4f) analoge Verhältnisse zu den translator^cl^„Bewe«un«nmöglichkeiten (Bilder 2b

ORIGINAL INSPECTED

bis 2f). Während Bild 3a die Lage von Werkzeug 1 und Werkstück 4 bzw. Werkstückabschnitt 4* unmittelbar nach erfolgtem Durchtrennen zeigt, sind in den Bildern 3b und 3d Jeweils die Lage von Werkstücke und Werkstückabschnitt 4* nach dem Schwenken der Einzeleinspannvorrichtung 6 und/oder 6* um eine vertikale Schwenkachse 11 bzw. 11' bei axial feststehendem Sägeblatt dargestellt.

Die Bilder 3e und 3f zeigen die Kombination der Schwenkbewegung eines in der Einzeleinspannvorrichtung eingespannten Werkstückes um eine vertikale Achse (11 bzw. 11*) mit einer gleichsinnigen Axialverschiebung des Sägeblattes.

Pur das Schwenken der in den Sinzeleinspannvorrichtungen 6 bzw. 6' eingespannten Werkstückteile um horizontale außerhalb des Sägebereiche3 liegende Schwenkachsen (12 bzw. 12*) wurden in den Bildern 4-b bis 4f die verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten,'ähnlich wie in Bild 3 dargestellt. Die besonderen Vorteile der einzelnen Kombinationen nach Bild 3 und 4- 1 asu en sich aus den vorerwähnten Beschreibungen der Bilder 2a bis 2f analog ableiten.

Die erfindungsgemäßen Spannvorrichtungen gewährleisten nun auch den Einsatz von hartmetallbestückten Kreissägeblättern selbst für das Sägen hochfester Werkstoffe Tiit bisher nicht erreichten Standzeiten, wobei Schnittzeiten erzielt werden, die weit unter denen für das bekannte Trennschleifen liegen.

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Claims

Patentansprüche Anspruch 1

Spannvorrichtung an Kreissägemaschinen, bei denen Werkstück und Werk:3tückabschnitt unabhängig voneinander gespannt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spannvorrichtungen mit dem eingespannten Werkstück bezw. Werkstückabschnitt unmittelbar nach erfolgtem Durchtrennen des Werkstückes und noch bevor das Sägeblatt und/oder das Werkstück in ihre Ausgangslage zurückgehen, einzeln bzw. beide gemeinsam aus dem Wirkbereich des Sägeblattes um einen kleinen Betrag achsparallel herausgezogen oder auch einzeln bzw. beide gemeinsam um einen kleinen Winkelbetrag herausgeschwenkt werden, letzteres um eine bzw. zwei in- oder außerhalb der Sägeblattebene liegende Achsen, wobei dann das Sägeblatt in beiden Fällen die nach dem Durchtrennen abgefück- ™ ten Schnittflächen nicht mehr berührt.

Anspruch 2

Spannvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Verschiebens einer der beiden Spannvorrichtungen mit dem Werkstück bzw. Werkstückabschnitt entweder die das Sägeblatt tragende Spindel oder der gesamte Spindelstock achsparallel verschoben wird, wobei das Verschieben des Sägeblattes dem Verschieben der entsprechenden Spannvorrichtung nacheilt.

Anspruch j

Spannvorrichtung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß zunammen mit einer axialen Verschiebung 'les Sägeblattes, die werkstückseitig oder werkstückabschnittseitig erfolgen kann, ™ entweder das festeingespannte Werkstück oder der festeingespannte Werkstückabschnitt in Richtung der Sägeblattverschiebung geschwenkt wird, wobei die 3chwenkbewegung des Werkstückes der Verschiebebewegunft der, Sägeblattes vorauseilt.

Anspruch 4-

Spannvorrichtung nach Anspruch 1 und j dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Schwenkachse oder für jede der beiden Spannvorrichtungen getrennte Schwenkachsen parallel zur. Sägeblattebene vorgesehen sind, die entweder senkrecht zur Vorschubrichtung oder parallel zu dieser derart angeordnet ist bzw. sind, daß ihr Abstand von der Sägeblattebene möglichst klein, dagegen von der -.Verkstücklängenachse möglichst groß ist.

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