DE2428111A1

DE2428111A1 - Verfahren und vorrichtung zum saegen von werkstuecken

Info

Publication number: DE2428111A1
Application number: DE19742428111
Authority: DE
Inventors: Alfred Casper Adriaan Roosch
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1973-06-12
Filing date: 1974-06-11
Publication date: 1975-01-16
Also published as: JPS5048583A; FR2233139A1; NL7308102A

Description

PIIX. 6962 WIJ/VR/HAl ..-.-""-. · 28-5-1974

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Dipl.-In*. F-J. KTJPFERMANN Olli

An^-it-r: ^ γ Philips' OlqeiU.u penfabrieken

' Akte No. PHN- 6962.
Anmeldung vom: 10. JUEll 1974

Verfahren und Vorrichtung zum Sägen von Werkstücken

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Sägen von Werkstücken mittels eines fortbewegten gespannten Drahtes zusammen mit einem Schleifmittel, wobei der Draht ein Muster paralleler Bearbeitungsstrecken durchläuft und wobei ein Werkstück und der Draht gegeneinander gedrückt werden. '

Ein derartiges Verfahren ist aus der britischen

Patentschrift S63.878 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird die Bewegungsrichtung des Drahtes periodisch umgekehrt, mit als Folge verbältnisiiiässig niedrige Sägegeschwindigkeiten;· für die periodische Umkehrung der¹ Bewegungsrichtung des Drahtes ist im allgemeinen eine Vielzahl ortsveränderlicher Führurigsräder erforderlic?i.

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Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren zu

schaffen, das diese Nachteile nicht aufweist, wobei Sägegeschwindigkeiten möglich sind, die um Faktoren höher liegen als beim bekannten Verfahren.

Dies wird nach der Erfindung im wesentlichen

dadurch erreicht, dass der Draht in einer ununterbrochenen Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit und ohne Änderung der Bewegungsrichtung am Werkstück entlang geführt wird.

Dadurch, dass die Bewegungsrichtung des Drahtes nicht umgekehrt wird, können bei sehr hohen Drahtgeschwindig— keiten, in der Grössenordnung von 10m/s, und in verhältnismässig kurzer Zeit Produkte gesägt werden mit sehr engen Toleranzen, mit einer sehr hohen Oberflächengüte bei einem äusserst geringem Materialverlust. Durch die kontinuierliche ununterbrochene Bewegung des Drahtes wird dem Werkstückständig kühler Draht zugeführt, wodurch die ¥ärmebeeinflussung des Werkstücks und Drahtes gering ist.

Bei einer besonderen Ausführungsform des

erfindungsgemässen Verfahrens wird der· Draht von einer Abwickelhaspel über eine Anzahl Nutenrollen geführt, von denen mindestens eine angetrieben wird, und nach dem Durchgang der Bearbeitungsstrecken auf einer Aufwickelhaspel aufgewickelt; dieses Verfahren weist nach der Erfindung das Kennzeichen auf, dass die angetriebene Nutenrolle mit konstanter Geschwindigkeit, ohne Umkehrung der Drehbewegung angetrieben wird, wobei der Draht die ganze Strecke von der Abwickelhaspel bis zur Αταίν-χ ekel haspel mit konstanter Geschwindigkeit und mit einem Minimum an Richtungsäriderungen durchläuft.

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Durch d±e kontinuierliche konstante Bewegung des Drahtes wird ein beschränkter Verschleißs und eine hohe Standzeit der Rollen erhalten; durch die geringfügigen beschränkten Richtungsänderungen wird die Verformung des Drahtes auf ein Minimum beschränkt. Im Gegensatz zum bekannten Verfahren sind die Dickenschwankungen der Erzeugnisse in ein und derselben Aufspannung durch den beschränkten und gleichmässigen Verschleiss des Drahtes bei ein und derselben Bearbeitung äusserst gering.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren gesägte·

Erzeugnisse kennzeichen sich durch eine hohe Massgenauigkeit, durch eine hohe Oberflächengüte und durch saubere unbeschädigte Ränder.

Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine

Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens; diese Vorrichtung ist auf die aus .der deutschen Auslegeschrift 1.652.513 bekannte ¥eise mit einer Abwickelhaspe.1, mehreren parallelen Nutenrollen, von denen wenigstens eine angetrieben wird, einem Träger für ein "Werkstück und einer Aufwickelhaspel versehen, wobei die Rutenrollen in einem S"ägeabteil angeordnet sind und wobei der Träger und das Sägeabteil mit dan Rollen gegenüber einander verschiebbar sind; diese Vorrichtung ist nach der Erfindung gekennzeichnet durch einen Drahtführer und eine Führungsrolle zwischen der Abwickelhaspel und dem Sägeabteil und zwischen dem Sägeabteil und der Aufwickelhaspel, wobei die beiden Drahtführer changierend angetrieben werden. Dadurch ist es möglich, den Draht mit hoher Geschwindigkeit dem Sägeabteil und der Aufwickelhaspel zuzuführen. Im Gegensatz zu der aus der bereits genannten britischen Pateircschrift

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bekannten Vorrichtung sind bei der erfindungsgemässen Vorrichtung Führungsräder zum Umkehren der Bewegungsrichtung des Drahtes überflüssig, so dass eine einfachere und gedrängtere Konstruktion mit einer verhältnismässig geringen Anzahl von Rollen und Führungsrädern erhalten werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der

erfindungsgemässen Vorrichtung werden die Nutenrollen von den Wänden des Sägeabteils völlig eingeschlossen, wobei im Sägeabteil Trennwände vorgesehen sind.

Durch die Massnahmen wird vermieden, dass

Schleifmittel, das sich im Sägeabteil befindet, durch den sich mit hoher Geschwindigkeit fortbewegenden Draht aus dem Abteil geschleudert wird, wodurch Schleifmittelverlust sowie Verschmutzung und Beschädigung der Maschinenteile vermieden wi r d.

Bei einer anderen bevorzugten-Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung weisen die Nuten in den Nutenrollen ein trapezförmiges Profil auf. Drahtsägemaschinen, deren Nutenrollen mit Nuten mit den verschiedensten Profilen versehen sind, sind an sich bekannt. Die Praxis hat jedoch gezeigt, dass die gekennzeichneten Nuten sich insbesondere für hohe Drahtgeschwindigkeiten eignen, einem geringen Verschleiss ausgesetzt sind und ausserdem auf einfache "Weise und mit engen Toleranzen auf den Nutenrollen angebracht werden können.

Um 7ΛΧ vermeiden, dass bei etwaigem Ersatz einer defekten Nutenrolle die gesamte Drahtlänge umgespult werden muss, sind die Nutenro11en bei einer anderen bevorzugton

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Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung aus zwei identischen halbzylinderförmigen Schalen zusammengestellt, die durch Manschetten auf den Rollenachsen festgesetzt und zentriert werden. Dadurch ist es möglich, die Nutenrollen in axialer Richtung zu entfernen, während der Draht in der Vorrichtung verbleiben kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Durchführen des erf indung,sgemässen Verfahrens ,·

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Nutenrollen mit dem umschlungenen Draht,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Nutenrollen, - Fig. h eine Seitenansicht einer Haspel mit einem Drahtführer,

Fig. 5 eine Rollenachse mit einer Nutenrolle,

Fig. 6 einen Schnitt durch die Nu.tenrolle gemäss der Linie VI-VI in Fig. 5»

Fig.- 7 eine Darstellung des Nutenmusters in vergrössertem Massstab,

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 1 enthält eine Abwickelhaspel 3» eine Aufwickelhaspel 5» ein Sägeabteil 7 und einen Schlitten 9, der als Träger für ein Werkstück dient.. Im Sägeabteil befinden sich drei Nutenrbllen 11, 13 und 15, die in Dreieckform angeordnet sind. Die Längswände 17 des Abteils iimhüllen die drei Rollen praktisch völlig, wobei jedoch eine Öffnung 19 freigelassen wird. An den beiden Stirnseiten ist das Abteil durch Seitenwände

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abgeschlossen. An der Unterseite ist das Abteil mit einem in der Zeichnung vergrössert dargestellten Spalt 23 versehen.

Im Abteil sind Trennwände 25 vorgesehen.

Zwischen der Abwickelhaspel 3 und dem Abteil 7 ist ein changierender Drahtführer 27 und eine Führungsrolle 29 vorgesehen. Zwischen dem Abteil 7 und der Aufwickelhaspel 5 ist ebenfalls eine Führungsrolle 31 sowie ein Drahtführer 33 angeordnet.

Bevor eine Sägebearbeitung erfolgt muss ein auf der Abwickelhaspel 3 gewickelter Draht 35 um die drei Rollen 11, 13 und 15 gelegt werden, wobei in Fig. 2 und 3 deutlichkeitshalber auf jeder Nutenrolle nur sieben Nuten A bis einschliesslich G dargestellt sind. '

Der Draht 35 wird in'Richtung des Pfeiles X

durch den Spalt 23 geführt und um die Nuten A in den Nutenrollen 11, 13 und 15 gelegt. Von der Nut A in der Nutenrolle

15 wird der Draht in die darauffolgende Nut B der Nutenrolle 11 gelegt und weiter in die Nuten B der Nutenrollen 13 und

16 usw. Nachdem der Draht in die Nut G der Nutenrolle 11 gelegt ist wix-d er wieder durch den Spalt 23 aus dem Abteil 7 herausgeführt. Es gibt nun ein Muster 37 paralleler Bearbeitungsstrecken.

Die Vorrichtung dient zum Sägen verschiedener insbesondere schwer zu bearbeitender Materialien, sowohl Metall als auch Glas, Quarz, Keramiek, u.a. Zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens wird der auf der Abwickelhaspel 3 befindliche Draht über den Drahtführer 27 und die Führungsrolle 29 geführt, auf die beschriebene Art und Weise

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um die Nutenrollen 11, 13 und 15 gelegt, über die Führungsrolle 31 und den .Drahtführer 33 geführt und auf der Aufwickelhaspel 5 befestigt. Das Abteil 7 wird teilweise mit einem Schleifmittel 39 gefüllt. Die Rolle 11 wird mit konstanter Geschwindigkeit und mit ungeänderter Drehrichtung von einem weiter nicht dargestellten Motor in Richtung des Pfeiles R angetrieben. Die Aufwickelhaspel 5 wird mittels eines Motors in der durch den Pfeil Z angegebenen Drehrichtung angetrieben. Auf die Abwickelhaspel 3 wird ein. Bremsmοment ausgeübt und zwar zur Erhaltung einer konstanten Zugspannung des Drahtes. Nachdem .ein zu sägendes Werkstück 41 auf dem Schlitten 9 aufgespannt ist, wird der Schlitten in Richtung des Abteils 7 verschoben und das Werkstück 4i gegen die parallelen gespannten"Drahtteile zwischen den Rollen 13 und 15 gedruckt und zwar mit einer vorbestimmten und regelbaren Andruckkraft. Durch das vom Draht mitgeEührte Schleifmittel bilden sich Sägeschnit.te k-2 im Werkstück hl.

Dadurch, dass nach der Erfindung der Draht 35 ' sich ohne Änderung der Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung fortbewegt., können Werkstücke mit sehr höhen Sägegeschwindigkeiten bearbeitet werden. Wenn die Abwickelhaspel fast leer ist, wird die Drehrichtung der Nutenrolle 11 umgekehrt und der Draht bewegt sich in entgegengesetzter Richtung, wobei die angetriebene Haspel 3 ^als Aufwickelhaspel und die Haspel 5 als Abwickelhaspel wirksam ist.

Fxg. k zeigt in Seitenansicht die Aufwickelhaspel 5 mit-dem changierenden Drahtführer 33, der durch eine Rolle mit einer- Rille gebildet ist. Die Achse 45 der

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Haspel wird von einem Elektromotor 43 angetrieben. Der Drahtführer 33 ist auf einer Achse 49, die im Gehäuse 51 der Vorrichtung verschiebbar gelagert ist, frei drehbar befestigt. Auf dem freien Ende der Achse ist einen Nockenrolle 47 angeordnet. Durch eine Feder 53 wird die Achse 49 mit der Nockenrolle 47 gegen den Umfang einer Nockenscheibe 55 gedrückt. Die Nockenscheibe 55 wird von einem Elektromotor 56 über Zahnräder 57 und 58 angetrieben. Die Achse wird mit dem Drahtführer 33 durch die Nockenscheibe 55 in axialer Richtung hin- und herbewegt um den Draht in nebeneinander liegenden Windungen auf der Haspel 5 aufzuwickeln. Der Drahtführer 27 wird auf entsprechende Weise angetrieben.

Die Fig. 5 und 6 zeigen die auf einer Rollenachse 59 befestigte Nutenrolle 11. Die Nutenrolle ist aus zwei gleichen halbzylinderförmigen Schalen 6i zusammengestellt, die durch Manschetten 63 auf der Rollenachse 59 befestigt und zentriert und am Aussenumfang mit einem Muster nebeneinander liegender Nuten 67 versehen sind. Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch die Nutenrolle 11 gemäss der Linie VJ-VX in Fig. 5 mit den beiden halbzylinderförmigen Schalen 61. Fig. 7 zeigt in vergrössertem Massstab den in Fig. 5 durch VII bezeichneten Teil der Nutenrolle·11 mit den Nuten 67, die ein trapezförmiges Profil aufweisen. Die Nuten sind derart bemessen und dem Durchmesser des verwendeten Drahtes 35 angepasst, dass der Draht mit seinem Umfang die Basisflächf. 69 und die schrägen Seitenfläche 71 der Nuten berührt; die Dämme 73 zwischen den Nuten sind ebenfalls trapezförmig profiliert.

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Die beiden anderen Nutenrollen 13 ^un<i 15 sind auf entsprechende Weise ausgebildet mit dem Unterschied jedoch, dass ihre Rollenachsen frei drehbar gelagert sind, während die Rollenachse 11, wie bereits beschrieben wurde, von einem weiter nicht dargestellten Motor angetrieben wird.

Mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach

der Erfindung, ist es möglich, Werkstücke mit einem Abstand von 0,2 mm zwischen den Sägeschnitten .zu schneiden; als Draht kann ein Stahl- oder Wolframdraht verwendet werden mit einem·Durchmesser bis 1,2 mm. Als Schleifmittel kann eine Karborundsuspension, beispielsweise in 01, verwendet werden. Die.Nutenrollen sind gegen Rollen mit anderen Abmessungen austauschbar. Die Anzahl Nuten pro Rolle kann unabhängig von der Länge der Rollen bis 200 und mehr betragen. Weiter ist die Vorrichtung vorzugsweise mit einem Schleifmittelbehälter und einer Dosiervorrichtung versehen,· damit das Schleifmittel· im Sägeabteil auf dem gewünschten ,Pegel gehalten wird. Die beiden Haspeln 3 und 5 sind derart bemessen, dass 10.000 bis 20.000 m Draht aufgewickelt werden kann.

Die Erfindung wurde an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert, wobei das Werkstück gegeji den Draht gedrückt wird durch eine Verschiebung des Schlittens. Auf entsprechende Weise könnte durch Verschiebung der Nutenrollen der Draht gegen das Werkstück gedrückt werden.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE: ' " '

(1.1 Verfahren zum Sägen von Werkstücken mittels

eines fortbewegten gespannten Drahtes zusammen mit einem Schleifmittel, wobei der Draht ein Muster paralleler Bearbeitungsstrecken durchläuft und wobei ein Werkstück und der Draht gegeneinander gedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht in einer ununterbrochenen Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit und ohne Änderung der Bewegungsrichtung am Werkstück entlang geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Draht

von einer Abwickelhaspel über eine Anzahl Nutenrollen geführt wird, von denen wenigstens eine angetrieben wird und nach dem Durchgang der Bearbeitung^strecken auf einer Aufwickelhaspel aufgewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die angetriebene Nutenrolle mit konstanter Geschwindigkeit ohne Umkehrung der Drehbewegung angetrieben wird, wobei der Draht die ganze Strecke von der Abwickelhaspel bis zur Aufwickelhaspel mit konstanter Geschwindigkeit und mit einem Minimum an Richtungsänderungen durchläuft.

3· Mit dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltenes

Erzeugnis. . -

h. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens

nach Anspruch 1 und 2 mit einer Abwickelhaspel, mehreren parallelen Nutenrollen, von denen wenigstens eine angetrieben wird, einem Träger für ein Werkstück und einer Aufwickelhaspel, wobei die Nutenrollen in einem Sägeabteil angeordnet sind und der Träger und das Sägeabteil mit den Nutenrollen relativ zueinander verschiebbar sind, gekennzeichnet durch

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einen Drahtführer und eine Führungsrolle zwischen der Abwickelhaspel und dem Sägeabteil und zwischen dem Sägeabteil und der Aufwickelhaspel, wobei die beiden Drahtführer changierend angetrieben werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutenrollen durch die Vände des Sägeabteils völlig eingeschlossen werden, wobei im Sägeabteil Trennwände vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch k oder 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten in den Nutenrollen ein trapezförmiges Profil aufweisen.

7· Vorrichtung nach Anspruch h, 5 oder 6,

dadurch gekennzeichnet, dass die Nutenrollen aus zwei gleichei tialbzyliiiderförmigen Schalen zusammengestellt sind, die durch Manschetten auf Rollenaehsen befestigt und zentriert sind.

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