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Vorrichtung zum Schneiden von Glas, Edelsteinen und ähnlichen harten
Gegenständen. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Apparat
zum Schneiden von Glas, Edelsteinen und ähnlichen harten Gegenständen mittels reit
Schleifstoff besetzter Schneidwerkzeuge, insbesondere mit Diamantkorn besetzter
Kreissägen, und ihr Zweck ist, den Vorschub zwischen Werkstück und Schneid Werkzeug
richtig zu steuern, wodurch die Lebensdauer des Werkzeuges verlängert und dessen
Wirksamkeit erhöht wird.
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Beim Schneiden von Glas in beträchtlichen Mengen ist es begreiflicherweise
von großer Wichtigkeit, die größtmögliche Leistung von einem Schneidwerkzeug mit
einem Mindestverbrauch von Schleifstoff, namentlich wenn dieser aus Diamant besteht,
zu erzielen. Planmäßige Nachforschungen haben ergeben, daß beim Schneiden von-Glas
und Edelsteinen die üblichen Arten des Vorschubes des Werkstückes oder des Schneidwerkzeuges
allein von Hand oder mit Hilfe eines Gewichtes zu einem merklichen Verlust an Zeit
sowohl als auch an Diamantschleifstoff führen. Für. gewisse Verhältnisse von Glas
und Schneidwerkzeug gibt es gewissermaßen ein kritisches Maß, bis zu welchem man
den erwähnten Vorschub in der üblichen Weise ohne nennenswerte Beeinträchtigung
der Lebensdauer des Schneidwerkzeuges vornehmen kann, über welchem aber dies nicht
mehr stattfinden kann, ohne das Schneidwerkzeug der Überlastung und dadurch einer
Beschädigung oder raschen Abnutzung, nament-_ lieh durch Loslösen und Verbrauch
des Schleifmaterials, auszusetzen.
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Beim Verfahren gemäß der Erfindung nun wird das Schneiden des .Werkstückes
unter kraftschlüssigem Vorschub zwischen Werkstück und Schneidwerkzeug bewerkstelligt,
z. B., indem das Werkstück lediglich durch sein eigenes und das Gewicht seines Halters
an das Werkzeug angedrückt wird, und dabei die Höchstgeschwindigkeit dieses kraftschlüssigen
Vorschubes derart gesteuert, daß sie nie ein vorbestimmtes Maß, welches man etwa
als das »Normalarbeitsmaß « bezeichnen kann, überschreiten kann. Diese Steuerung
hat den Zweck, zu verhüten, daß der kraftschlüssige Vorschub im Falle übermäßiger
Abnutzung des Schneidwerkzeuges zu Stößen oder Sprengungen an diesem oder am Werkstück
führen könnte.
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Der Apparat zur Ausführung des Verfahrens zeigt die Eigentümlichkeit,
daß das Schneid-Werkzeug und das Werkstück im Halter unter kraftschlüssigem Vorschub
gegeneinander gedrückt werden und eine Hemmvorrichtung zur Begrenzung der Vorschubgeschwindigkeit
auf ein vorbestimmtes Höchstmaß vorgesehen ist.
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Handelt es sich um einen Apparat, bei welchem das Werkstück gegen
das Schneidwerkzeug hin vorgeschoben wird, so besitzt zweckmäßig der Werkstückhalter
einen Arm auf einer Schwingwelle, welcher unter der Wirkung der Schwerkraft das
Werkstück an das Schneidwerk_zeug andrückt und von einem. Hemmungsmittel
derart
beeinflußt wird, daß die Geschwindigkeit des Vorschubes stets etwas unter der vorbestimmten
Höchstgrenze gehalten wird.
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In Fällen, wo das Schneidwerkzeug gegenüber dem Werkstück verschoben
wird, kann der Apparat so eingerichtet sein, daß die Welle des Werkzeuges in Gleitlagern
verschiebbar ist und die Verschiebung desselben durch Gewichtswirkung (oder ein
gleichwertiges Mittel) hervorgebracht wird, wobei wiederum ein Hemmungsmittel vorgesehen
ist, um die Vorschubgeschwindigkeit stets etwas unter .der vorbestimmten Grenze
zu halten. Als Hemmungsmittel kann in dem einen und anderen Falle eine Daumenscheibe
mit spiraligem Daumen benutzt werden, die mit dem Rad eines motorisch mit einer
vorbestimmten, gegebenenfalls regelbaren Geschwindigkeit angetriebenen Schneckengetriebes
verbunden ist und mit ihrem Umfang auf einen mit dem Werkstückhalter oder der Werkzeugwelle
verstellbaren Teil hubbegrenzend wirkt.
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Es ist vorteilhaft, bei dieser Ausführung zwischen die Daumenscheibe
und ihren Antrieb eine Reibungskupplung einzuschalten, damit man jederzeit die Daumenscheibe
auch von Hand drehen kann, sei es; um das Werkstück vom Werkzeug nach Vollendung
eines Schnittes zu lüften, oder um diese Teile bei Beginn eines Schneidvorganges
ohne Zeitverlust einzustellen.
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Begreiflicherweise ließe sich an Stelle eines in einer Ebene liegenden
Spiraldaumens etwa ein schneckenförmiger Daumen, eine Schraubvorrichtung, eine pneumatische
oder hydraulische Bremse oder eine andere gleichwertige Vorrichtung verwenden.
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Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel
des Apparates zum Schneiden von Glas gemäß der Erfindung, bei welchem das Schneidwerkzeug
in einer umlaufenden Kreissäge besteht; indessen soll die Erfindung nicht an diese
besondere Form des Werkzeuges gebunden sein.
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Fig. z ist eine Seitenansicht des Apparates; Fig. 2 ist eine Stirnansicht
hierzu mit Teilen im Schnitt.
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Die beweglichen Teile des Apparates werden von einem Rahmengestell
getragen, das aus zwei schräg nach rückwärts geneigten Ständerwangen ro besteht,
die am oberen Ende durch eine Querstange rr miteinander verbunden, am unteren Ende
mit der Seitenwand eines Gefäßes r2 verschraubt sind. Eine Kreissäge 13, deren Umfang
mit Schleifstoff, z. B. Schmirgel, Diamantkorn, besetzt ist, ist auf einer drehbaren
Welle r¢ befestigt, indem sie auf dieser bei 15 aufgekeilt und durch einen Blindring
16 und eine Mutter 17 festgehalten ist.
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Die Kreissäge wird durch eine auf der Welle 14 sitzende Riemenscheibe
18 in Umdrehung versetzt, Die Welle 1q. ist auf Körnerstiften r9, 2o gelagert, die
in durchbohrten Ansätzen 21, 22 des Rahmengestelles gehalten sind. Zur Erleichterung
der -Entfernung und Auswechselung der Welle rq. mit den von ihr getragenen Teilen
und auch zum Zwecke wirksamer Schmierung ist für die Wellenlagerung folgende Einrichtung
getroffen. Der Körnerstift 2o ist mittels konischer Einpassung in dem Ansatz 22
festgelegt; der Körnerstift rg liegt dagegen in ein-r zylindrischen Bohrung des
Ansatzes 21, so daß er nach links in Fig. 2 herausgezogen werden kann. Eine Stellschraube
23 hält den Körnerstift rg in seiner normalen Stellung fest. Die beiden Körnerstifte
rg, 2o sind je mit einer achsialen Bohrung 24 versehen, durch welche ein Schmiermittel
aus einem Schmierbecher 25 den Lagerstellen zugeführt werden kann, wo es in den
Lagerpfannen von innen nach außen wandert und sich dadurch dem Eintritt von. Sägestaub
entgegensetzt. Die Enden der Welle 1q., die auf den Körnerstiften rg, 2o gelagert
sind, sind mit Spurkörpern aus gehärtetem Stahl ausgestattet.
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Zum Halten des zu schneidenden Glasstückes und zum Vorschub desselben
gegen die Schneidkante der Kreissäge dient folgende Vorrichtung. Als Werkstückhalter
ist eine Platte 26 vorgesehen, an der das zu schneidende Werkstück 27 festgekittet
ist; das Werkstück könnte auch einfach in einen Schraubstock eingespannt werden.
Das Werkstück wird der Kreissäge durch die Wirkung der Schwerkraft entgegengeführt.
Zu diesem Zwecke ist die Halterplatte 26 so angeordnet, daß sie sich in einer senkrechten
Ebene um eine wagerechte Achse drehen kann, die oberhalb der Säge und jenseits der
durch deren Achse gehenden Vertikalebene gelegen ist, wobei das Werkstück durch
sein Eigengewicht und das Gewicht des Halters und der dazugehörigen Teile gegen
die Schneidkante der Kreissäge gedrückt wird. Eine wagerechte Schwingwelle 28, die
in Lagern 29, 30 der Ständerwangen ro gelagert ist, trägt einen Werkstückhalterarm
33, dessen Nabe 31 auf der Welle 28 vermittels der Griffschraube 32 einstellbar
ist und welcher am freien Ende einen offenen Schlitz 34 zur Aufnahme eines Gewindeschaftes
35 der Halterplatte 26 aufweist, wobei eine Griffmutter 36 auf dem Gewindeschaft
35 die Halterplatte 26 am Arm 33 festzuklemmen gestattet. Auf diese Weise kann die
Halterplatte 26 leicht und rasch entfernt oder ausgewechselt werden, um außerhalb
des Apparates mit einem neuen Werkstück besetzt zu werden. Da die Schwingwelle 28
sich frei drehen kann, abgesehen von der Beschränkung, die ihr hierin durch eine
weiter unten beschriebene Hemmvorrichtung auferlegt ist, drückt das Werkstück 27
normalerweise durch Gewichtswirkung gegen die Schneidkante der Kreissäge 13 und
sinkt allmählich immer tiefer herab in dem Maße, wie die Säge in das Glasstück
einschneidet.
Das vereinte Gewicht der Halterplatte 26, des Werkstückes 27 und des Halterärmes
33 ist derart bemessen, daß es genügt, um jederzeit das Werkstück mit genügender
Kraft gegen die Kreissäge vorzuschieben; immerhin soll es in keinem Fall übermäßig.groß
sein, um nicht die Säge zu überlasten und zu sperren oder das Glas zu beschädigen,
selbst wenn die Säge so stumpf, geworden sein sollte, daß sie nicht mehr das Glas
zu schneiden imstande wäre. Die Anordnung der Schwingwellenlager erheblich über
der Säge verhütet den zu leichten Zutritt von Sägestaub o. dgl. zu jenen Teilen.
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Um das Werkstück mit der größtmöglichen Wirksamkeit gegen die Säge
vorzuschieben, dabei aber gleichzeitig eine Überlastung der Schneidkante der Säge
und ein daraus folgendes Ablösen des Schleifstoffes von der Säge auf dem Wege zwangsweiser
Steuerung zu verhindern, wird die Höchstgeschwindigkeit, mit welcher das Werkstück
gegen die Säge vorgeschoben wird, durch folgende Hemmvorrichtung abgegrenzt. Ein
Steuerarm 37 ist auf der Schwingwelle 28 starr befestigt und legt sich mit seinem
freien Ende an den Umfang einer drehbaren Scheibe 38 mit einem im großen und ganzen
spiralförmig gestalteten Daumen an. Bei der Stellung der Teile gemäß Fig. r ruht
der Steuerarm 37 auf dem erhöhten Kamm der Daumenscheibe 38 auf und das Werkstück
steht eben in unmittelbarer Nähe der Schneidkante der Säge. Durch Drehen der Daumenscheibe
38 im Sinne des eingezeichneten Pfeiles erhält der Steuerarm 37 die Möglichkeit,
allmählich zu sinken, was zur Folge hat, daß auch der Arm 33 mit dem .Werkstück
in entsprechendem Maße zum Vorschub desselben gegen die Säge niedergeht. Die gesamte
Kamin- oder Daumenhöhe der Scheibe 38 und die Hebelarmlängen der Teile 33, 37 sind
derart bemessen, daß sich das Werkstück von der Schleifkante bis nahe an die Seitenwangen
39 der Säge hin verschieben kann, worauf zur Vervütung einer Beschädigung des Glases
der Steuerarm 37 an einer Tangentialfläche 4o des Scheibenumfanges aufläuft, so
daß bei weiterer Drehung der Scheibe 38 in der eingezeichneten Pfeilrichtung der
Steuerarm 37 leicht angehoben und das Werkstück von der Schneidkante der Säge gelüftet
wird.
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Die Daumenscheibe 38 erhält eine in ihrer Geschwindigkeit nach Maßgabe
des Schneidens berechnete Drehbewegung von einer angetriebenen Riemenscheibe 41
aus, welche die Welle 4-" einer Schnecke 43 antreibt, die in ein auf einem Zapfen
45 des Rahmengestelles drehbares Schneckenrad 44 eingreift. Das Schnekkenrad 44
und die Schnecke 43 sind in einem Gehäuse 46 mit oberem Ansatz 47 zur Lagerung der
Schneckenwelle 42 geschützt untergebracht. Die Nabe 48 des, Schneckenrades, trägt
die Daumenscheibe 38, wobei zwischen diese Nabe und die Daumenscheibe ein Reibungsschuh
49, dessen Reibungsdruck durch eine Stellschraube 5o regelbar ist, kuppelnd eingeschaltet
ist. Infolge Einschaltung dieses Reibungsschuhes in den Daumenscheibenanti.i, b
kann die Daumenscheibe 38 von Hand gedreht werden, wozu ein Handgriff 5i- an ihr
vorgesehen ist, und was z: B. dann geschehen kann, wenn nach Vollendung eines Schnittes
die Daumenscheibe in ihre Ausgangsstellung zurückgestellt werden soll. Um zu verhindern,
daß hierbei die Daumenscheibe 38 so weit zurückgedreht wird, daß der Steuerarm 37
über die Kammhöhe der Scheibe hinaus abgleitet, wodurch das Glas gegen die Säge
fallen würde und diese beschädigen könnte, ist ein Anschlagstift 52 an der Außenseite
des Getriebegehäuses 46 in der Bewegungsbahn des nach innen vorspringenden Endes
des Handgriffes 51 vorgesehen, so daß die Daumenscheibe an der richtigen Stelle
ihres Rückwärtshubes angehalten wird.
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Die Drehgeschwindigkeit, mit welcher die Säge getrieben werden soll,
und das korrekte Maß, in welchem das Werkstück der Säge gegenüber vorgeschoben werden
soll, ändern sich natürlich mit- den verschiedenen Materialien und mit anders gearteten
Arbeitsbedingungen. Beim Schneiden von Glas hat man in einem typischen Beispiel
vorzügliche Ergebnisse erzielt, wenn man die Kreissäge mit einer minutlichen Umfangsgeschwindigkeit
von etwa 25o m und die Steuerscheibe 38 mit solcher Geschwindigkeit hat umlaufen
lassen, daß das Werkstück der Säge in einem Maße von etwa =2 mm in der Minute zugeführt
wird. Die Antriebe für die Kreissäge 13 und die Steuerscheibe 38 sind zweckmäßig
so eingerichtet, daß die Bewegungsgeschwindigkeiten beider zusammen proportional
verändert -werden können, während gleichzeitig auch die Bewegungsgeschwindigkeit
eines jeden der Teile 13, 38 einzeln einstellbar ist.
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Zur Einstellung des Werkstückhalters hinsichtlich des Werkzeuges lassen
sich irgendwelche passende Stellvorrichtungen verwenden. Die in der Zeichnung dargestellten
Mittel sind indessen die einfachsten.
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Der Werkstückhalterarm 33 ist mittels der Stellschraube 32 längs der
Schwingwelle 28 einstellbar, so daß das Werkstück, das vom Halterarm 33 getragen
wird, zur Säge in der Seitenrichtung j e nach der Dicke des zu schneidenden Glasabschnittes
verstellt werden kann. In radialer Stellung zur Welle 28 kann der Halterarm 33 mittels
derselben Schraube so eingestellt werden, daß, wenn der Steuerarm 37 durch die Kammhöhe
der Daumenscheibe 38 hochgehoben i ist, das Werkstück, wie erwähnt, etwas von der
Schneidkante der Säge gelüftet ist (Fig. z).
Zur Erleichterung des
Schneidens aufeinanderfolgender Glasabschnitte von ein und derselben Dicke ist die
Schwingwelle 28 mit einem Bundring 53 versehen, der auf ihr in irgendeiner eingestellten
Stellung mittels einer Stellschraube 54 feststellbar ist. Ein Zapfen 55, der mit
einem Kopf 56 an der Außenseite des Bundringes 53 anliegt, ist in einer Führung
der Nabe 31 des Werkstückhalterarms '33 mittels einer Schraube 57 feststellbar,
wobei dieser Zapfen 55 mit einer Graduierung 58, etwa in Zehnteln eines Zolls ausgeführt,
als Maßstab für die Dicke der Glasabschnitte versehen ist. Nachdem der Zapfen 55
nach der gewünschten Dicke der Glasabschnitte in der Nabe 31 eingestellt worden
ist, wird nach Schneiden eines ersten Glasabschnittes der Bundring 53 soweit nach
rechts verstellt, bis er am Kopf 56 des Zapfens 55 anstößt, worauf er mittels der
Schraube 54 auf der Welle 28 festgestellt wird. Hernach wird die Schraube 32 gelöst
und der Werkstückhalterarm 33 verschoben, bis dessen Nabe 31 gegen den Bundring
53 stößt, worauf der Arm 33 wieder auf der Welle 28 in Stellung zum Schneiden eines
nächsten Glasabschnittes festgestellt wird.
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Zur Erzielung guter Ergebnisse ist es angezeigt, für Schmierung der
Säge und Reinhaltung ihrer Arbeitsflächen von Glaspulver und an deren Unreinigkeiten
Sorge zu tragen. Zum Zwecke der Schmierung war es bisher üblich, den unteren Randteil
der Säge in ein Gefäß mit Paraffinöl oder einer anderen Schmierflüssigkeit eintauchen
zu lassen. Bei dem gezeichneten Apparat hingegen ist eine Einrichtung getroffen,
um beide Flachseiten der Säge an symmetrischen Stellen mit einer Flüssigkeit, z.
B. einer Seifenlösung mit Soda, wie sie für- die Schmierung der Werkzeuge für Metallbearbeitung
üblich ist, zu bespülen. Diese Einrichtung besteht aus zwei Rohren 59, 6o,
die mit der betreffenden Schmierflüssigkeit unter Druck gespeist werden und deren
Mündungen den Flachseiten der Säge zugekehrt sind, so daß sie die Flüssigkeit gegen
beide Seitenflächen der Säge spritzen. Dabei findet die Zufuhr der Schmierflüssigkeit
zur Säge mit Vorteil in der Nähe der Drehachse derselben statt, wo die Umfangsgeschwindigkeit
verhältnismäßig klein ist, oder es können die Rohrmündungen so gestellt werden,
daß sie die Schmierflüssigkeit in der Drehrichtung der Säge abgeben, wodurch ein
Verspritzen der Flüssigkeit vermieden wird. In allen Fällen wird die Fliehkraft
die Flüssigkeit radial nach auswärts treiben und die ganze äußere Zone der Säge
benetzen, wobei der Flüssigkeitsüberschuß am Umfang der Säge abgeschleudert wird.
Zum Auffangen des größten Teiles dieser abgeschleuderten Flüssigkeitsmenge greift
über den hinteren und oberen Teil der Säge eine Fanghaube, 61, die zugleich als
Träger für die Schmierflüssigkeitsrohre 59, 6o dient und an der Seitenwand des Gefäßes
12 mittels einer Klemme 62 äbhebbar festgehalten ist. Das Gefäß 12 sammelt die abgeschleuderte
und aufgefangene Flüssigkeit und führt dieselbe vermöge eines geringen Gefälles
des Gefäßbodens zu einer Abflüßöffnung 63, von wo die Flüssigkeit einer Ausscheide-
oder Reinigungsvorrichtung zugeführt werden kann, um für den Wiedergebrauch durch
Rohre 64 zu den Verteilungsrohren 59,6o zurückgepumpt zu werden.
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Die Gebrauchsweise des beschriebenen Apparates ist nach dem Gesagten
leicht verständlich. Nachdem das zu schneidende Werkstück 27 an der Halterplatte
26 festgekittet und diese an dem Halterarm 33 festgeklemmt worden ist, wird, wenn
dies nötig sein sollte, die Steuerscheibe 38 von Hand gedreht, bis die von ihr gesteuerten
Teile die in Fig. i angegebene Stellung einnehmen, worauf der Halterarm 33 in Längsrichtung
der Welle 28 nach der gewünschten Glasabschnittdicke eingestellt wird. Dann wird
der Antrieb auf die Riemenscheiben 18 und 41 eingerückt und die Säge 13 sowie die
Steuerscheibe 38 in Richtung der bezüglichen Pfeile in Umdrehung versetzt, während
die äußere Randzone der Säge auf beiden Seiten durch die Rohre 59, 6o mit
Schmierflüssigkeit benetzt wird. Das Werkstück wird unter der Wirkung der Schwerkraft
gegen die Säge vorgeschoben, aber das Maß dieses Vorschubes wird zwangläufig durch
die hemmende Wirkung der Steuerscheibe 38 geregelt, deren Drehgeschwindigkeit ebenso
gewählt ist, daß der Vorschub des Werkstückes in einem vorbestimmten, für die.Belastung
der Säge ungefährlichen Maße erfolgen kann. Nach Vollendung des Schnittes wird die
Steuerscheibe 38 von Hand in ihre Ausgangsstellung zurückgedreht, der Werkstückhalterarm
33 wird längs der Welle 28 uni. ein der Dicke des Glasabschnittes entsprechendes
Stück verschoben und der Schneidvorgang kann von neuem beginnen. Dieser Vorgang
kann sich so lange wiederholen, als es die Größe des Werkstückes zuläßt, worauf
die Halterplatte 26 vom Arm 33 gelöst und durch eine andere mit einem frischen Werkstück
ersetzt wird, das in der beschriebenen Weise in die gewünschten Abschnitte aufgeteilt
werden kann.