DE2928956C2

DE2928956C2 - Kontinuierlich arbeitende Trennmaschine

Info

Publication number: DE2928956C2
Application number: DE2928956A
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl.-Volksw. 7590 Achern Stolzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-07-18
Filing date: 1979-07-18
Publication date: 1984-09-20
Also published as: DE2928956A1; BR8003524A; US4306478A; JPS5615917A; GB2053796A; IT8048363A0; IT1127439B; FR2461544A1; GB2053796B

Description

Die Erfindung betrifft eine kontinuierlich arbeitende Trennmaschine in Form einer Horizontalbandsäge, Kaltkreissäge, Trennschleifmaschine od. dgl. gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei bekannten Trennmaschinen dient als Vorschubvorrichtung für das Maschinenhaupt beispielsweise ein an diesem angreifendes Zylinder-Kolben-Aggregat, das in Abhängigkeit vom Werkstückmaterial und maximalen Werkslückquerschnitt mit hydraulischem Druck beaufschlagt wird so, daß das Werkzeug nach Möglichkeit die optimale Schnittkraft ausübt. Hier ergeben sich jedoch bei in der Regel während des Arbeitsvorganges sich änderndem Werkstückquerschnitt unterschiedliche Arbeitsbedingungen, die mittels des am Zylinder-Kolben-Aggrcgat aufgebrachten Druckes nur schwer ausgeglichen werden können. Dabei ergeben sich vor allem aber auch prößere, dauernd über ein einsteilbares Überdruckventil umzupumpende Druckölmengen, die sich entsprechend während des Arbeitens erwärmen und wiederum zu Verfälschungen der Einstellung führen, indem sie die Rcgulicrvcntile und deren Einstellung beeinflussen. Außerdem ist die zum Umpumpen des Druckmittels erforderliche Leistung sowie die in Form von Erwärmung des Druckmittels aufgenommene Energie nutzlos verloren. Insgesamt kann eine derartige bekannte Vorschubvorrichtung nicht feinfühlig auf die jeweils gerade herrschenden Verhältnisse an der Schnittstelle

so reagieren.

Andererseits sind auch mechanische Vorschubvorrichtungen der eingangs genannten Art beispielsweise durch die DE-OS 24 52 960 bekannt. Dort versucht man, den Antrieb für die Vorschubvorrichtung durch einen stufenlos regelbaren Motor zu steuern, um den durch das jeweilige Werkstück vorgegebenen Bedingungen gerecht zu werden. Auch hier ist aber gerade bei sich während des Schnittes ändernden Werkstückquerschnitten eine feinfühlige Anpassung nur unter erhebli-

bo ehern Aufwand möglich und es ist im Ergebnis ein Zwangsvorschub vorhanden, der nicht feinfühlig genug auf die jeweiligen durch das Werkstück gegebenen Arbeitsbedingungen reagieren kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer kontinuierlich

ti¹; arbeitenden Trennmaschine der eingangs genannten Art die Vorschubvorrichtung so zu gestalten, daß außer einer bestimmten Grundcinstellung weitere Steuervorgänge zur Berücksichtigung des sich während des jewei·

ligon Arbeitsganges ändernden Werkstückquerschnittes und der sich damit ändernden Schnittbedingungen .licht erforderlich sind bzw. sich von selbst ergeben.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Hiermit ist erreicht, daß der Vorschub des Werkzeuges jeweils unter dem im Hinblick auf das Werkstück eingestellten Gewicht des Maschinenhauptes erfolgt. Unter diesem Gewicht wandert der Freilauf auf der Kugelrollspindel in Vorschubrichtung voran, wobei jedoch außer eiern Gewicht des Maschinenhauptes keine erzwungenen Größen bezüglich des Vorschubes vorhanden sind. Denn wenn sich bei dem jeweils eingestellten Gewicht des Maschinenhauptes bedingt durch den Querschnitt des Werkstückes beispielsweise der Vorschub des Werkzeuges verlangsamen will, so bleibt der Innenring der Freilaufkupplung entsprechend zurück bzw. bewegt sich entsprechend langsamer weiter, obwohl der Außenring des Freilaufes durch den Werkzeugantrieb eine größere Weiterbewegung zulassen würde. Andererseits begrenzt jedoch die von der Werkzeuggeschwindigkeit abgeleitete Drehgeschwindigkeit des Freilauf-Außenringes die maximale Drehgeschwindigkeit des Freilauf-Innenringes und damit den maximalen Vorschub des Maschinenhauptes und damit des Werkzeuges im Hinblick auf die Belastbarkeit des Werkzeuges.

Während dieses geschilderten Vorschubvorganges ist die Spindel durch den Bremsmotor festgehalten und damit quasi gestellfest mit dem Maschinenständer verbunden. Für den Rückhub des Maschinenhauptes wird nun die Kugelrollspindel durch den Bremsmotor in der genannten Richtung drehangetrieben, wobei der Werkzeugantrieb abgeschaltet sein kann, jedoch auch weiterlaufen kann. Im letztgenannten Falle findet lediglich der Rückhub etwas langsamer statt.

Als zweckmäßig haben sich die Maßnahmen nach den Merkmalen der Ansprüche 2 oder 3 erwiesen, wobei ggf. das gleiche für den Bremsmotor gelten kann, je nachdem, wie dieser eveniuell unmittelbar mit der Kugelrollspindel verbunden ist.

Ferner ist es vorteilhaft, nach den Merkmalen des Anspruches 4 zu verfahren. Durch das damit gegebene stufenlos übersetzungseinstellbare Getriebe lassen sich im Hinblick auf Werkstückmaterial, Werkstückquerschnitt — ggf. abgeleitet von der damit korrespondierenden Öffnungsstellung der Spannbacken — abgeleitet von der Schnittgeschwindigkeit und zusätzlich noch von Hand Stellgrößen auf die Übersetzungsstellung des Getriebes und damit auf die gegenüber dem Werkzeuganirieb gewünschte Größe des Umlaufes des Freilauf-Außenringes einbringen. Dadurch stellt sich die richtige Vorschubgeschwindigkeit durch selbsttätige A-ioajsung in einer Weise ein, die von Bedienungsfehlern frei ist.

Zur Beeinflussung des wirksamen Gewichtes des Maschinenhauptes kann es zweckmäßig sein, die Maßnahmen gemäß Anspruch 5 zu ergreifen. Diese Lösungsmöglichkeit gilt für die Fälle, wo das unbeeinflußte, konstruktiv bedingte Gewicht des Maschinenhauptes für die maximal vorkommende Schnittkraft ausreicht.

Für die weiteren Fälle, bei denen das konstruktiv bedingte Gewicht des Maschinenhauptes hierfür nicht ausreichend ist, ist es vorteilhaft, gemäß den Merkmalen des Anspruches 6 vorzugehen. Auf diese Weise kann das konstruktiv bedingte Gewicht des Maschinenhauptes herabgesetzt oder erhöhl werden.

Die Erfindung ist im einzelnen nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 die .schematische Darstellung einer Horizontalbandsägemaschine;

F i g. 2 die schematische Darstellung einer Kaltkreissägemaschine und

F i g. 3 die schematisch vereinfachve Darstellung einer horizontalen Schnittansicht durch die Vorschubvorrichtung.

Gemäß F i g. 1 hat eine Horizontalbandsägemaschine einen Maschinenständer 1 mit einer vertikalen Führungssäule 2, auf der ein Maschinenhaupt 3 vertikal verschiebbar geführt ist Im Maschinenhaupt 3 ist über Umlenkräder 4 und 5 ein Sägeband 6 umlaufend geführt, das im Bereich 7 über entsprechende, bekannte Führungen in die vertikale Schnittebene geschwenkt wird.

Auf dem Tisch 8 des Maschinenständers 1 ist ein Werkstück 9 über Spannbacken 10 und 11 zur Bearbeitung eingespannt.

Auf dem Oberteil 12 der Führungssäule 2 sitzt ein Bremsmotor 13. der mit einer Kugelrollspindel 14 drehverbunden ist und diese entsprechend seiner Eigenart festhalten oder antreiben kann. Auf der KugelroIIspindel ist das Maschinenhaupt 3 über einen Freilauf 15 abgestützt, der in Axialrichtung der Kugelrollspindel 14 in beiden Richtungen im Maschinenhaupt 3 mit Axiallagerungen 16 und 17 zusammenwirkt.

Das Umlenkrad S ist das angetriebene. Mit diesem Antrieb verbunden ist die Antriebsseite 17 eines stufenlos einstellbaren Getriebes mit einem umlaufenden Zugmittel 18. An die Abtriebsseite 19 dieses Getriebes ist eine Schnecke 20 angeschlossen, die mit dem als Schnekkenrad ausgebildeten Außenring des Freilaufes 15 zusammenwirkt.

Angetrieben sein kann jedoch auch das Umlenkrad 4, woraus sich als Vorteil ergäbe, daß beim Rutschen des Bandes am angetriebenen Umlenkrad kein Vorschub des Maschinenhauptes erfolgt. Das gleiche würde für den Fall gelten, daß das Sägeband 6 bricht.

Das Maschinenhaupt 3 ist ferner über einen Plungerkolben 21 und einen Zylinder 22 gegen den Maschinenständer 1 abgestützt. Diese Abstützung über ein Zylinder-Kolben-Aggregat dient dazu, das konstruktiv bedingte Gewicht des Maschinenhauptes 3 hinsichtlich seiner Wirksamkeit zu reduzieren. Dazu ist der Zylinderraum 23 des Zylinders 22 über eine Pumpe 24 mit Druckmittel beaufschlagbar, das die Pumpe aus einem ölvorrat 25 beziehen kann. Der im Zylinderraum 23 gewollte Druckmitteldruck ist über ein Ventil 26 einstellbar, das an der Leitung 27 sitzt, über die das Druckmittel von der Pumpe 24 auf den Zylinderraum 23 geht.

so Gemäß F i g. 2 weist der Maschinenständer 30 einer Kaltkreissäge eine vertikale Führungssäule 31 auf, an der ein Maschinenhaupt 32 vertikal verschiebbar geführt ist. Das Maschinenhaupt 32 trägt bei 33 angetrieben das Kaltkreissägeblatt 34.

Auf dem Maschinentisch 35 des Maschinenständers 30 ist ein zu bearbeitendes Werkstück 36 über Spannbacken 37 und 38 gehalten.

Auf dem Querarm 39 der Führungssäule 31 sitzt ein Bremsmotor 40, der unmittelbar mit einer Kugelroll-

bo spindel 41 verbunden ist. Die Kugelrollspindel 41 umgibt eine Freilaufkupplung 42, die in beiden Achsrichtungen der Kugelrollspindel 41 über Lager 43 und 44 gegei. das Maschinenhaupt 32 abgestützt ist.

Mit dem Antrieb des Werkzeuges 34 bei 33 verbun-

b5 den ist die Antriebsseite eines stufenlos einstellbaren Übersetzungsgetriebes, dessen Drehbewegung über ein Zugmittel 45 auf die Abtriebsseite 46 geht, die über eine Schnecke 47 mit dem als Schneckenrad ausgebildeten

Außenring der Freilaufkupplung 42 zusammenarbeitet.

Andererseits ist das Maschinenhaupt 32 mit einem Kolben 48 verbunden, der vertikal in einem Zylinder 49 verschiebbar ist, welcher seinerseits mit dem Maschinengestell 30 bzw. mit dem Boden, auf dem dieses steht, verbunden ist. Auf beiden Seiten des Kolbens 48 sind dadurch Zylinderräume 50, 51 gebildet, die getrennt voneinander durch Druckmittelpumpen 52 und 53 beaufschlagbar sind, die das Druckmittel aus einer Vorratswanne 54 ansaugen. Zur Einstellung des in den Zylinderräumen 50 bzw. 51 herrschenden hydraulischen Druckes dienen einstellbare Überdruckventile 55 und 56. Dabei dient der Druckaufbau im Zylinderraum 51 der Herabsetzung des wirksamen Gewichtes des Maschinenhauptes 32, während ein Druckaufbau im Zylinderraum 50 der Steigerung des wirksamen Gewichtes des Maschinenhauptes 32 dient.

F i g. 3 veranschaulicht die anhand der F i g. 1 und 2 geschilderten Gegenstände im Bereich der Freilaufkupplung 15 bzw. 42. Dabei ist die Freilaufkupplung als Klinkensperre dargestellt, um die nachfolgenden Erläuterungen zu vereinfachen bzw. übersichtlicher zu machen. Tatsächlich werden als Freilaufkupplungen beispielsweise Klemmkörperfreiläufe verwendet, die die Eigenschaft haben, schon bei geringsten Drehzahldifferenzen zwischen Freilaufinnenring 60 und Freilaufaußenring 61 einzukuppeln bzw. auszukuppeln.

F i g. 3 zeigt außerdem die bereits anhand der F i g. 1 und 2 erwähnte Kugelrollspindel 14 bzw. 41 sowie die angesprochene Schnecke 62, die mit dem als Schneckenrad ausgebildeten Außenring 61 der Freilaufkupplung kämmt.

Ferner zeigt Fig.3 den bereits erwähnten Werkzeugantrieb 63, der gleichzeitig mit der Antriebsseite 64 eines stufenlos einstellbaren Kegelscheibenumschlingungsgetriebes zusammenwirkt, dessen Abtriebsseite 65 mit der Schnecke 62 drehverbunden ist. Zwischen Antriebsseite 64 und Abtriebsseite 65 des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes läuft das bereits in den F i g. 1 und 2 angegebene Zugmittel 18,45 um.

Unter Bezugnahme auf die anhand der F i g. 1 und 2 beschriebenen Maschinen arbeitet der in F i g. 3 näher dargestellte Freilauf 15,42 folgendermaßen:

In Abhängigkeit von der Umlaufgeschwindigkeit des Werkzeuges 6,34 erhält der Außenring 61 der Freilaufkupplung 15, 42 eine bestimmte Drehgeschwindigkeit, mit der die die Sperrwirkung des Freilaufes symbolisierende Klinke 66 gegenüber den am Innenring 60 symbolisierten Zähnen 67 im Sinne des Pfeiles 68 umläuft. Andererseits will der Freilauf 15,42 unter dem Gewicht des Maschinenhauptes 3, 32 bzw. der diesem durch die Zylinder-Kolben-Aggregate 21 bis 23;48 bis 51 belassenen bzw. gegebenen Gewicht auf der Kugelrollspindel 14,41 nach unten wandern, wobei sich der Innenring 60 der Freilaufkupplung 15, 42 im Sinne des Pfeiles 69 dreht.

Die letztgenannte Drehbewegung ist jedoch nur soweit möglich, wie sie nicht einen größeren Drehwinkel pro Zeiteinheit aufweist, als dieser von dem Außenring 61 über den Antrieb 62 durchgeführt wird. Will sich der Innenring 60 schneller drehen, hindert ihn daran die durch Zähne 67 und Klinke 66 symbolisierende Sperrwirkung der Freilaufkupplung. Kann jedoch durch den Schnittwiderstand zwischen Werkzeug und Werkstück bedingt der Innenring 60 nur langsamer an der Kugelrollspindel 14, 41 nach unten wandern, so eilt der Außenring 61 des Freilaufes vermöge seines kontinuierlichen Antriebes in Richtung des Pfeiles 68 vor, ohne daß dies irgendeine Auswirkung auf die Schnittverhältnisse zwischen Werkzeug und Werkstück bei den anhand der F i g. 1 und 2 beschriebenen Maschinen hätte.
Auf diese Weise stellt sich der Vorschub des Werkzeugcs 6, 34 gegenüber dem Werkstück 9, 36 gemäß Fig. 1 und 2 in einer Form ein, die einen bestimmten Maximalvorschub zuläßt, auf der anderen Seite jedoch einen bestimmten Vorschub nicht aufzwingt, sondern diesen vollkommen feinfühlig dem Zusammenwirken zwischen Werkzeug und Werkstück überlassen kann.

Zur Rückbewegung des Maschinenhauptes 3 bzw. 32 nach Vollendung des Arbeitsganges wird die Kugelrollspindcl 14, 41 durch Betätigung des Bremsmotors 13 bzw. 40 im Sinne des Pfeiles 70 gemäß F i g. 3 drehangetrieben. Dabei kann das Werkzeug 6 bzw. 34 weiter umlaufen, womii auch der Freiiaufaußenring 6J weiter umläuft, was lediglich die Rückhubbewegung des Maschinenhauptes 3 bzw. 32 etwas verlangsamt. Praktisch wird man jedoch für die Rückbewegung des Maschinenhauptes 3 bzw. 32 den Antrieb des Werkzeuges 6 bzw. 34 am besten stillsetzen.

F i g. 3 zeigt noch schematisch die Verstellbarkeit des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes 18, 45, 64, 65. Diese Verstellung findet durch ein Zylinder-Kolben-Aggregat 71 statt, das an einer der abtriebsseitigen (65) Kegelscheiben im Sinne einer Axialverstellung angreift. Die Durchführung und Wirkung einer solchen Axialverstellung bei Kegelscheibenumschlingungsgetrieben ist bekannt. Gemäß Fig.3 bestehen nun drei Möglichkeiten, den Stellweg an der axial verschiebbaren Kegelscheibe der Abtriebsseite des Getriebes zu erzeugen. Eine der Möglichkeiten ist eine Einstellung von Hand mittels Förderung eines Druckmittelvolumens über ein handbetätigtes Zyiinder-Kolben-Aggregat 72. Hier kann beispielsweise eine Korrektur im Hinblick auf unterschiedliche Sägeblattzahnungen vorgenommen werden. Eine andere Möglichkeit besteht in der Druckmittelförderung mit Hilfe eines Zylinder-Kolben-Aggregates 73, mit dem eine Anpassung an die Umlaufgeschwindigkeit des Werkzeuges vorgenommen werden kann, und eine weitere Möglichkeit besteht durch Druckmittelförderung mit Hilfe eines Zylinder-Kolben-Aggregates 74, die in Abhängigkeit von dem werkstückbedingten Abstand der Spannbacken 10,11 bzw. 37,38 gestellt sein kann. Alle drei Stellmöglichkeiten gehen gemäß F i g. 3 über eine Leitung 75 auf den Zylinderraum 76 des Zylinder-Kolben-Aggregates 71 und damit auf den Abstand der abtriebsseitigen Kegelscheiben des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kontinuierlich arbeitende Trennmaschine in Form einer Horizontalbandsäge, Kaltkreissäge. Trennschleifmaschine od. dgl. mit einem Maschinenständer zur Aufnahme des Werkstückes auf einem vom Maschinenständer gebildeten Werkstücktisch mittels Spannbacken und einem am Maschinenständer in Vorschubrichtung des Werkzeuges geführten, das umlaufende Werkzeug enthaltenden Maschinenhaupt, wobei das Maschinenhaupt zum Werkzeugvorschub und zur Erzeugung des vom Werkstückmaterial und -querschnitt abhängigen Schnittdrukkes zwischen Werkzeug und Werkstück mit Hilfe einer Vorschubvorrichtung gesteuert in Richtung auf das Werkstück verfahrbar is' und nach Vollendung des Arbeitsganges ggf. im Eilgang in die Position zum Beginn des nächsten Arbeitsganges zurückfahrbar ist, und wobei die Vorschubvorrichtung eine einerseits am Maschinenständer drehbar abgestützte sowie drehantreibbare und andererseits am Maschinenhaupt über ein passendes Innengewinde abgestützte, sich in Vorschubrichtung des Werkzeuges erstreckende Kugelrollspindel mit einer den maximalen Vorschubweg des Maschinenhauptes im Bereich der Kugelrollspindel übersteigenden Länge ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelrollspindel (14,41) hinsichtlich ihrer Drehbewegung festhaltbar ist, daß das Maschinenhaupt in beiden Axialrichtungen auf der Kugelrollspindel über eine Freilaufkupplung (15, 42) über zwischengeschaltete Axiallager (16, 17; 43, 44) drehbar abgestützt ist, wobei der Innenring (60) der Freilaufkupplung das zur Kugelrollspindel passende Innengewinde aufweist und die Gewindesteigung außerhalb der Selbsthemmung liegt, daß die Freilaufrichtung (68) des Freilaufaußenringes (61) übereinstimmt mit der Drehrichtung des Freilaufinnenringes um die feststehende Kugelrollspindel beim Vorschub des Werkzeuges in Richtung auf das Werkstück, daß der Freilaufaußenring in dieser Drehrichtung abgeleitet vom Werkzeugantrieb (63) drchantreibbar ist, daß die Kugelrollspindel in der gleichen Richtung (70) durch einen Bremsmotor (13, 40) drehantreibbar ist und daß das auf dem Freilauf lastende Gewicht des Maschinenhauptes veränderlich einstellbar ist.

2. Trennmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei vertikal verschiebbarem Maschinenhaupt (3, 32) die Kugelrollspindel (14, 41) vertikal am Maschinenständer (1, 2, 12; 30, 31, 39) angeordnet ist.

3. Trennmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei schwenkbar am Maschinenständer angelenktem Maschinenhaupt die Kugelrollspindel schwenkbar am Maschinenständer gelagert ist.

4. Trennmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Freilaufaußenringes (61) über ein stufenlos übersetzungseinstellbares Getriebe (17,18,19; 33,45,46; 64,65) erfolgt, dessen Antriebsseite mit dem Antrieb (63) des Werkzeuges (6,34) verbunden ist.

5. Trennmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschinenhaupt (3) über den Kolben (21) eines in Vorschubrichtung des Maschinenhauptes wirksamen Zylincler-Kolben-Aggrcgates (21, 22, 23) gegen den Maschincnsiiindcr (1) ab-

gestützt ist und daß der im dem Maschinenhaupt abgewandten Zylinderraum (23) des Zylinder-Kolben-Aggregates herrschende hydraulische Druck einstellbar ist

6. Trennmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschinenhaupt (32) über den Kolben (48) eines in Vorschubrichtung des Maschinenhauptes wirksamen Zylinder-Kolben-Aggregates (48 bis 51) mit dem Maschinenständer (30) in Verbindung steht und daß die in den Zylinderräumen (50,51) des Zylinder-Kolben-Aggregates herrschenden hydraulischen Drücke einstellbar sind.

7. Trennmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Horizontalbandsäge der Antrieb des Freilaufaußenringes (61) durch das nicht angetriebene Umlcnkrad (5) für das Sägeband (6) erfolgt, während der Sägenantrieb auf das andere Umlenkrad (4) geht