DE202006004596U1

DE202006004596U1 - 3-Achs-Vorritzer

Info

Publication number: DE202006004596U1
Application number: DE200620004596
Authority: DE
Original assignee: Wilhelm Altendorf GmbH and Co KG
Current assignee: Wilhelm Altendorf GmbH and Co KG
Priority date: 2006-03-21
Filing date: 2006-03-21
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2016-03-22

Abstract

Vorrichtung zum Einbringen einer Vorritznut in Werkstücke, umfassend
– ein Rahmengestell (70), welches ausgebildet ist, um an einer Kreissäge befestigt zu werden,
– ein mit einer Antriebswelle (30) zur Übertragung eines Drehmoments gekoppeltes erstes Vorritzsägeblatt (10),
– ein mit der Antriebswelle (30) zur Übertragung eines Drehmoments gekoppeltes zweites Vorritzsägeblatt (20),
– eine Positionseinstellvorrichtung (80), die ausgebildet ist, um das erste und zweite Vorritzsägeblatt relativ zum Rahmengestell in axialer Richtung der Drehachse der Vorritzsägeblätter gemeinsam zu verschieben zum axialen Positionieren der Vorritznut,
– eine Breiteneinstellvorrichtung (50, 40, 41), die ausgebildet ist, um das erste und zweite Vorritzsägeblatt in axialer Richtung der Drehachse der Vorritzsägeblätter relativ zueinander zu verschieben zum Einstellen der Breite der Vorritznut,
dadurch gekennzeichnet, dass die Breiteneinstellvorrichtung ein von der Rotation der Vorritzsägeblätter entkoppeltes und radial zur Drehachse versetztes, verschieblich geführtes Kraftübertragungselement (40, 41) umfasst, das über ein Drehlager (23) mit einem...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbringen einer Vorritznut in Werkstücke, umfassend ein Rahmengestell, welches ausgebildet ist, um an einer Kreissäge befestigt zu werden, ein mit einer Antriebswelle zur Übertragung eines Drehmoments gekoppeltes erstes Vorritzsägeblatt, ein mit der Antriebswelle zur Übertragung eines Drehmoments gekoppeltes zweites Vorritzsägeblatt, eine Positionseinstellvorrichtung, die ausgebildet ist, um das erste und zweite Vorritzsägeblatt relativ zum Rahmengestell in axialer Richtung der Drehachse der Vorritzsägeblätter gemeinsam zu verschieben zum axialen Positionieren der Vorritznut und eine Breiteneinstellvorrichtung, die ausgebildet ist, um das erste und zweite Vorritzsägeblatt in axialer Richtung der Drehachse der Vorritzsägeblätter relativ zueinander zu verschieben zum Einstellen der Breite der Vorritznut.
Solche Vorrichtungen werden auch als Vorritzer oder Vorritzwerkzeuge bezeichnet und dienen dazu, beim Zuschneiden von Platten, die eine empfindliche Oberfläche, beispielsweise eine beschichtete Oberfläche, aufweisen, vor dem eigentlichen Zuschnitt eine Nut in diejenige Seite der zuzuschneidenden Platte zu fräsen, auf der die Zähne des Sägeblatts beim Zuschnitt aus der Platte austreten werden. Diese Nut verhindert, dass beim Zuschnitt der Platten mit dem Kreissä geblatt funktionell und optisch störende Ausbrüche auf dieser Seite der Platte auftreten, die ansonsten durch die austretenden Zähne des Sägeblatts verursacht würden. Um diesen Zweck zu erreichen, muss die Nut, die vom Vorritzer gefräst wird, exakt parallel und fluchtend zum späteren Sägeschnitt ausgerichtet sein und hinsichtlich ihrer Breite exakt der Schnittbreite entsprechen oder geringfügig breiter sein.
Es ist bekannt, zu diesem Zweck einen Vorritzer zu verwenden, der zwei koaxial auf einer Antriebswelle befestigte Vorritzsägeblätter aufweist, die sich gemeinsam drehen und die Nut oder zwei parallele Nuten fräsen. Die Antriebswelle, auf der die Vorritzsägeblätter befestigt sind, kann axial verschoben werden, um die Position der Vorritznut(en) einzustellen. Der Abstand der beiden Vorritzblätter voneinander kann mittels einer Stellschraube eingestellt werden, um die Breite der Vorritznut bzw. den Abstand der beiden Vorritznuten einzustellen. Nachteilig an dieser Lösung ist es, dass zum Einstellen der Breite der Vorritznut die Rotation der Vorritzsägeblätter gestoppt werden muss, um die Einstellschraube betätigen zu können. Da die Einstellung der richtigen Vorritznutbreite regelmäßig mittels eines Probeschnitts geprüft wird, ist die Einstellung der Vorritznutbreite, die beispielsweise nach einem Wechsel des Kreissägeblatts erforderlich wird, ein langwieriger Vorgang, der für den Benutzer unhandlich ist und zudem zu einem langen Maschinenstillstand führt.
Um dieser Problematik abzuhelfen wird in EP 0 813 939 B1 ein Vorritzwerkzeug vorgeschlagen, bei dem der Abstand zwischen den beiden Vorritzsägeblättern mittels einer Druckstange verstellt werden kann, die koaxial zu der als Hohlwelle ausgeführten Antriebswelle angeordnet ist und sich mit der Antriebswelle mitdreht. Mit dieser Vorrichtung wird zwar die Möglichkeit bereitgestellt, die Vorritznutbreite einzustellen, ohne dass hierzu die Rotation der Vorritzsägeblätter gestoppt werden müsste, jedoch ist dieses Vorritzwerkzeug aufgrund des notwendigen Hohlwellenaufbaus und der rotatorischen Kopplung und axialen Entkopplung der inneren Welle zur äußeren Hohlwelle konstruktiv aufwendig und anfällig gegen Fehlfunktionen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vorritzwerkzeug bereitzustellen, das einen zuverlässigen Betrieb sicherstellt, bei rotierenden Vorritzsägeblättern sowohl eine Positionierung als auch eine Breiteneinstellung der Vorritznut ermöglicht und einfach zu fertigen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer eingangs genannten Vorrichtung gelöst, bei der die Breiteneinstellvorrichtung ein von der Rotation der Vorritzsägeblätter entkoppeltes und radial zur Drehachse versetztes, verschieblich geführtes Kraftübertragungselement umfasst, das über ein Drehlager mit einem der Vorritzsägeblätter gekoppelt ist, um eine axiale Verschiebung dieses Vorritzsägeblatts relativ zu dem anderen Vorritzsägeblatt zu bewirken.
Durch die erfindungsgemäße Lösung kann auf die Ausführung der Antriebswelle als Hohlwelle verzichtet werden und hierdurch sowohl eine robuste, massive Antriebswelle bereitgestellt werden als auch eine aufwendige Koaxial-Doppellagerung der Hohlwelle zur Innenwelle vermieden werden. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es darüber hinaus, dass das Kraftübertragungselement nicht allein zur Übertragung der axialen Einstellkraft für die Breiteneinstellung genutzt und dimensioniert wird, sondern auch durch die radial versetzte Anordnung zusätzliche Führungs- und Versteifungsaufgaben übernehmen kann und hierdurch die Steifigkeit, Präzision und Zuverlässigkeit erhöht.
Es ist besonders bevorzugt, dass das Kraftübertragungselement zwei voneinander beabstandete Stangen umfasst, die sich parallel und radial versetzt zur Drehachse der Vorritzsägeblätter erstrecken. Bei dieser Fortbildung wird sowohl die Verwindungssteifigkeit als auch die Biegesteifigkeit des Kraftübertragungselements besonders vorteilhaft erhöht, ohne hierzu einen zusätzlichen Materialaufwand zu betreiben. Die Gesamtsteifigkeit der Vorritz-Vorrichtung kann hierdurch vorteilhaft erhöht werden, ohne dass eine nennenswerte Gewichtszunahme in Kauf genommen werden muss. Die Stangen können insbesondere unterhalb der Antriebswelle und parallel hierzu angeordnet sein, womit ein kompakter und dennoch steifer Aufbau erzielt werden kann.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn das Kraftübertragungselement zur Übertragung einer Verstellkraft für eine axiale Verstellung der beiden Vorritzsägeblätter zueinander und zur Übertragung einer Führungskraft zur Führung zumindest eines der beiden Vorritzsägeblätter in radialer Richtung ausgebildet ist. Auf diese Weise kann das Kraftübertragungselement eine zusätzliche oder gar alleinige Führung der Vorritzsägeblätter übernehmen und hierdurch die Präzision bei der Fräsung der Vorritznut erheblich erhöhen.
Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die Vorritzsägeblätter an einem Ende der Antriebswelle angeordnet sind und das zu diesem Antriebswellenende nächstliegende Vorritzsägeblatt mittels eines ersten Flansches drehmomentfest und axial unbeweglich mit der Antriebswelle verbunden ist und das von diesem Antriebswellenende abgelegene Vorritzsägeblatt mittels eines zweiten Flansches drehmomentfest mit dem ersten Flansch verbunden und axial verschieblich zur Antriebswelle angeordnet ist.
Diese Ausführungsform ermöglicht einen besonders benutzerfreundlichen Wechsel der Vorritzsägeblätter, da diese leicht zugänglich auf der Antriebswelle angeordnet sind und von dieser leicht demontiert bzw. auf diese leicht aufmontiert werden können.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn das Kraftübertragungselement ausgebildet ist, um eine Stellkraft in einer Richtung zu übertragen und ein elastisches Element vorgesehen ist, welches eine elastische Rückstellkraft entgegen der Stellkraft auf das mit dem Kraftübertragungselement gekoppelte Vorritzsägeblatt ausübt. Diese Ausführungsform erzielt eine einseitige axiale Entkopplung zwischen Kraftübertragungselement und dem zu verstellenden Vorritzsägeblatt. So wird eine weitere fertigungstechnische Vereinfachung erzielt und zudem eine Spielfreiheit erreicht, wodurch die Positionierungspräzision und Breiteneinstellungspräzision weiter erhöht und auch bei auftretendem Verschleiß sichergestellt werden kann.
Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn das Kraftübertragungselement ausgebildet ist, um eine Druckkraft auf das Vorritzsägeblatt zu übertragen, welche das mit dem Kraftübertragungselement gekoppelte Vorritzsägeblatt in Richtung des anderen Vorritzsägeblatts drückt und das elastische Element eine Druckfeder umfasst, welche die beiden Vorritzsägeblätter auseinanderdrückt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Rahmengestell in der Höhe verstellbar mit einem Befestigungsrahmen verbunden ist, der unbeweglich an der Formatkreissäge befestigbar. Diese Ausführungsform ermöglicht es, dass die Tiefe der Nut in komfortabler Weise eingestellt werden kann, indem das Rahmengestell in der Höhe relativ zum Befestigungsrahmen verstellt wird. Dies kann beispielsweise mittels einer Gewindespindel oder dergleichen erfolgen. Alternativ zu dieser Lösung ist es in bestimmten Anwendungsfällen auch vorteilhaft, die erfindungsgemäße Vorritzvorrichtung höhenverstellbar an der Formatkreissäge direkt zu befestigen, beispielsweise indem das Kraftübertragungselement mitsamt der Antriebswelle, deren Lagerung und den Vorritzsägeblättern über eine Höhenverstelleinrichtung an der Formatkreissäge befestigt wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist gekennzeichnet durch einen ersten Aktuator zur Betätigung der Positionseinstellvorrichtung, einen zweiten Aktuator zur Betätigung der Breiteneinstellvorrichtung und/oder einen dritten Aktuator zur Verstellung der Höhe zwischen Rahmengestell und Befestigungsrahmen. Diese vorteilhafte Ausführungsform erlaubt es, die Position, Breite und/oder Tiefe der Vorritznut mittels eines jeweiligen Aktuators, beispielsweise eines Servomotors, zu verstellen. Dies ermöglicht einerseits das Anfahren vorbestimmter, beispielsweise über eine Eingabevorrichtung eingegebener Positionen, Breiten und/oder Nuttiefen und erlaubt es darüber hinaus, abgespeicherte Positionen anzufahren, beispielsweise um beim wiederkehrenden Wechsel zwischen zwei Kreissägeblättern eine vormals eingespeicherte Vorritzereinstellung wieder anzufahren.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Formatkreissäge mit einer Vorritzvorrichtung in der zuvor beschriebenen Weise.
Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Formatkreissäge eine Messvorrichtung zur Vermessung der axialen Position des Kreissägeblatts, eine Messvorrichtung zur Vermessung der Schnittbreite des Kreissägeblatts, und eine Steuerungseinrichtung zur Berechnung der Positionierung und der Breiteneinstellung aus diesen Messdaten der Vorritzvorrichtung aufweist. Dies ermöglicht es, dass das Kreissägeblatt der Formatkreissäge, beispielsweise nach einem Sägeblattwechsel, vermessen wird und genaue Daten ermittelt werden, anhand derer das Vorritzwerkzeug eingestellt werden kann. Die Vermessung kann beispielsweise mittels beidseitig angeordneter Abstandssensoren, die axial auf das Kreissägeblatt messen, erfolgen.
Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Vorritzvorrichtung mit Aktuatoren zur Einstellung der Position und Breite der Vorritznut versehen ist und die Steuerungseinrichtung mit den Aktuatoren gekoppelt und ausgebildet ist, um die Vorritzsägeblätter anhand der berechneten Position und Breite der Vorritznut relativ zueinander und relativ zum Kreissägeblatt zu verstellen. Hierdurch kann eine automatisierte Ermittlung der erforderlichen Einstellparameter für die Vorritznut erfolgen und das Vorritzwerkzeug weiterhin automatisch anhand dieser Parameter eingestellt werden, also die für das Kreissägeblatt erforderliche Positionierung und Breiteneinstellung am Vorritzwerkzeug über die Aktuatoren erfolgen.
Eine bevorzugte Ausführungsform wird anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:
1: eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Vorritzaggregats,
2: eine entlang der Linie A-A in 1 längsgeschnittene Seitenansicht des Vorritzaggregats gem. 1,
3: eine entlang der Linie B-B in 1 längsgeschnittene Seitenansicht des Vorritzaggregats gem. 1,
4: eine Frontalansicht der Kreissägeblattanordnung des Vorritzaggregats gem. 1, und
5: eine entlang der Linie C-C in 4 längsgeschnittene Seitenansicht des Vorritzaggregats gem. 1.
Die abgebildete Ausführungsform umfasst ein axial feststehendes, äußeres Vorritzsägeblatt 10, welches drehmomentfest mit einem äußeren Flansch 11 verbunden ist. Der äußere Flansch 11 ist auf der Antriebswelle 30 drehmomentfest und axial feststehend montiert.
Bezugnehmend insbesondere auf die 4 und 5 ist der äußere Flansch 11 mit einem inneren Flansch 21 drehmomentfest gekoppelt. Mit dem inneren Flansch 21 ist wiederum drehmomentfest und axial feststehend ein inneres Vorritzsägeblatt 20 gekoppelt.
Der innere Flansch 21 ist axial verschiebbar auf dem äußeren Flansch 11 angeordnet. Zwischen den beiden Vorritzsägeblättern 10, 20 sind mehrere Druckfedern 22 angeordnet, welche die beiden Vorritzsägeblätter 10, 20 in axialer Richtung auseinander drücken und somit das innere Vorritzsägeblatt 20 mitsamt des inneren Flansches 21 vom äußeren Ende 12 der Antriebswelle wegdrücken.
Am inneren Flansch 21 liegt direkt ein Kugellager 23 an, das den inneren Flansch wiederum direkt und rotatorisch entkoppelt mit einem nichtrotierenden Verstellelement 40 verbindet. An dem Verstellelement 40 sind unterhalb der Antriebswelle 30 zwei horizontal zueinander angeordnete und parallele Druckstangen 41 befestigt, die sich zu einem Gewindespindelantrieb 50 erstrecken. Die Druckstangen 41 sind im Gehäuse 60 mittels jeweils zweier Gleitlagerbuchsen 61a, b längsverschieblich gelagert. Über die Druckstangen 41 kann eine Verstellbewegung vom Kugelspindelantrieb 50 auf das Verstellelement 40 und das Kugellager 23 übertragen werden. Diese Druckkraft wirkt gegen die Vorspannkraft der Druckfedern 22 und auf diese Weise kann mittels des Kugelspindelantriebs 50 der Abstand zwischen dem inneren Vorritzsägeblatt und dem äußeren Vorritzsägeblatt spielfrei eingestellt werden und somit die Breite der Vorritznut justiert werden.
Die Antriebswelle 30 ist mittels Kugellagern 31, 32 in einem Gehäuse 60 gelagert, an dem auch der Kugelspindelantrieb 50 befestigt ist. Das Gehäuse 60 ist in Längsrichtung der Antriebswelle 30 verschieblich an einem Rahmengestell 70 gelagert. Hierzu kann insbesondere 3 entnommen werden, dass mit dem Rahmengestell 70 zwei unterhalb der Antriebswelle 30 horizontal zueinander angeordnete Führungsstangen 71 axial feststehend verbunden sind, an denen das Gehäuse 60 mittels Gleitlagerbuchsen 61a, b verschieblich gelagert ist.
Mittels eines Gewindespindelantriebs 80, der am Rahmengestell 70 befestigt ist, kann das Gehäuse 60 mitsamt der daran befestigten Vorritzsägeblätter, dem Spindelantrieb 50, der Druckstangen 41 und dem Verstellelement 41 relativ zum Haltegestell verschoben werden, um die Vorritzsägeblätter 10, 20 und damit die Vorritznut in axialer Richtung zu positionieren.
Ebenfalls mit dem Rahmengestell 70 verbunden ist ein Hauptantriebsmotor 90, der über einen Antriebsriemen 91 die Antriebswelle 30 antreibt. Die für Positionierungszwecke stattfindende Axialverschiebung der Antriebswelle 30 zum Antriebsmotor 90 wird durch Wandern des Antriebsriemens auf den Antriebsriemenscheiben 92, 93 aufgenommen.
Das Rahmengestell 70 ist mittels einer Buchsenführung 72 in vertikaler Richtung verschieblich an einem Haltegestell 100 befestigt und kann mittels eines Spindelantriebs 110 relativ zu diesem Haltegestell in der Höhe verstellt werden. Hierdurch können die Vorritzsägeblätter 10, 20 in ihrer Höhe verstellt werden und folglich die Tiefe der Vorritznut eingestellt werden.

Claims

Vorrichtung zum Einbringen einer Vorritznut in Werkstücke, umfassend – ein Rahmengestell (70), welches ausgebildet ist, um an einer Kreissäge befestigt zu werden, – ein mit einer Antriebswelle (30) zur Übertragung eines Drehmoments gekoppeltes erstes Vorritzsägeblatt (10), – ein mit der Antriebswelle (30) zur Übertragung eines Drehmoments gekoppeltes zweites Vorritzsägeblatt (20), – eine Positionseinstellvorrichtung (80), die ausgebildet ist, um das erste und zweite Vorritzsägeblatt relativ zum Rahmengestell in axialer Richtung der Drehachse der Vorritzsägeblätter gemeinsam zu verschieben zum axialen Positionieren der Vorritznut, – eine Breiteneinstellvorrichtung (50, 40, 41), die ausgebildet ist, um das erste und zweite Vorritzsägeblatt in axialer Richtung der Drehachse der Vorritzsägeblätter relativ zueinander zu verschieben zum Einstellen der Breite der Vorritznut, dadurch gekennzeichnet, dass die Breiteneinstellvorrichtung ein von der Rotation der Vorritzsägeblätter entkoppeltes und radial zur Drehachse versetztes, verschieblich geführtes Kraftübertragungselement (40, 41) umfasst, das über ein Drehlager (23) mit einem (20) der Vorritzsägeblätter gekoppelt ist, um eine axiale Verschiebung dieses Vorritzsägeblatts (20) relativ zu dem anderen Vorritzsägeblatt (10) zu bewirken.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement zwei voneinander beabstandete Stangen (41) umfasst, die sich parallel und radial versetzt zur Drehachse der Vorritzsägeblätter erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement zur Übertragung einer Verstellkraft für eine axiale Verstellung der beiden Vorritzsägeblätter zueinander ausgebildet ist und zur Übertragung einer Führungskraft zur Führung zumindest eines der beiden Vorritzsägeblätter in radialer Richtung.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorritzsägeblätter an einem Ende der Antriebswelle angeordnet sind und – das zum Antriebswellenende nächstliegende Vorritzsägeblatt (10) mittels eines ersten Flansches (11) drehmomentfest und axial unbeweglich mit der Antriebswelle (30) verbunden ist – das vom Antriebswellenende abgelegene Vorritzsägeblatt (20) mittels eines zweiten Flansches (21) drehmomentfest mit dem ersten Antriebsflansch (11) verbunden ist und axial verschieblich zur Antriebswelle (30) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (40, 41) ausgebildet ist, um eine Stellkraft in einer Richtung zu übertragen und ein elastisches Element (22) vorgesehen ist, welches eine elastische Rückstellkraft entgegen der Stellkraft auf das mit dem Kraftübertragungselement gekoppelte Vorritzsägeblatt (20) ausübt.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (40, 41) ausgebildet ist, um eine Druckkraft auf das Vorritzsägeblatt (20) zu übertragen, welche das mit dem Kraftübertragungselement gekoppelte Vorritzsägeblatt in Richtung des anderen Vorritzsägeblatts drückt und als elastisches Element eine Druckfeder (22) umfasst, welche die beiden Vorritzsägeblätter auseinanderdrückt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmengestell (70) in der Höhe verstellbar mit einem Befestigungsrahmen (100) verbunden ist, der unbeweglich an der Formatkreissäge befestigbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch – einen ersten Aktuator (80) zur Betätigung der Positionseinstellvorrichtung, – einen zweiten Aktuator (50) zur Betätigung der Breiteneinstellvorrichtung und/oder – einen dritten Aktuator (110) zur Verstellung der Höhe zwischen Rahmengestell und Befestigungsrahmen.
Formatkreissäge, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Formatkreissäge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch – eine Messvorrichtung zur Vermessung der axialen Position des Kreissägeblatts – eine Messvorrichtung zur Vermessung der Schnittbreite des Kreissägeblatts, und – eine Steuerungseinrichtung zur Berechnung der Positionierung und der Breiteneinstellung der Vorritzvorrichtung.
Formatkreissäge nach dem vorhergehenden Anspruch mit einer Vorritzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Steuerungseinrichtung mit den Aktuatoren gekoppelt und ausgebildet ist, um die Vorritzsägeblätter anhand der berechneten Position und Breite der Vorritznut relativ zueinander und relativ zum Kreissägeblatt zu verstellen.