DE3906321A1 - Werkzeugmaschine, insbesondere band- oder buegelsaegemaschine, mit einer verbesserten dynamischen steifigkeit ihres werkzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erhöhung der dynamischen Stei­ figkeit eines bandförmigen, spanenden Trennwerkzeugs, insbesondere des Sä­ gebands einer Metallbandsägemaschine oder des Sägeblatts einer Bügelsäge­ maschine.

Die vorliegende Erfindung wird genauer am Beispiel von Metallbandsägema­ schinen beschrieben, ist jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern kann auch bei anderen Werkzeugmaschinen mit bandförmigen, spanenden Trennwerk­ zeugen Anwendung finden.

Bei einer Metallbandsägemaschine sind die Führungen des Sägebands zu beiden Seiten des Arbeitsbereichs so ausgebildet, daß ein Verlaufen des Sägebands aus der vorgegebenen Wirkebene möglichst unterbunden wird und die Vorschubkräfte vom Sägerahmen beziehungsweise Werkzeugträger auf das Sägeband übergeleitet werden.

Die letztgenannte Funktion wird bei herkömmlichen Bandsägemaschinen von starr am Sägerahmen befestigten Rollen oder Gleitstücken ausgeführt. Es bleibt dabei unberücksichtigt, daß die durch Bauelemente hoher statischer Steifigkeit erfolgende Übertragung der Vorschubkräfte vom Sägerahmen auf das Sägeband dessen dynamische Steifigkeit unnötig begrenzt. In dem von M. Weck und K. Teipel verfaßten Buch "Dynamisches Verhalten spanender Werkzeugmaschinen", Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg 1977, wird nämlich auf Seite 53 am sogenannten "Schwanenhalsprinzip" erläutert, daß ein sta­ tisch bewußt nachgiebig, jedoch in hohem Maße schwingungsdämpfend ausge­ bildeter Drehmeißel den negativen Realteil einer gemessenen Nachgiebig­ keitsortskurve reduziert und so durch eine Verminderung der Ratterneigung die maximal mögliche Zerspanungsleistung einer Drehmaschine erheblich steigert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die vorstehend an Drehmaschinen beschrie­ bene Erkenntnis bei Werkzeugmaschinen mit bandförmigem Trennwerkzeug, wie insbesondere Metallbandsägemaschinen und Bügelsägemaschinen, zur Anwen­ dung zu bringen.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 beschriebene Art der Vor­ schubkraftübertragung bei Werkzeugmaschinen mit bandförmigem Trennwerk­ zeug gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Ausführungsbeispielen.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, die dynamische Steifigkeit des bandförmigen Werkzeugs zu verbessern, dadurch seine Schwingungsneigung und Geräuschemission zu reduzieren und so die maximale Zerspanungsleistung der Werkzeugmaschine zu erhöhen.

Im folgenden wird eine prinzipielle Ausführungsform der Erfindung am Beispiel einer Metallbandsägemaschine näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Sägebandführung 7 nach dem Stand der Technik von der jeweils insgesamt zwei den Arbeitsbereich einer Bandsägemaschine begren­ zen. Die Sägebandführung weist zu beiden Seiten des Sägebands 2 angeord­ nete Führungselemente 4 auf, die an dem in zwei Enden aufgespaltenen Vor­ schubarm 6 fixiert sind und ein Verlaufen des Sägebands aus der Wirkebene vermeiden. Die Vorschubkräfte werden vom nur ausschnittsweise dargestell­ ten Sägerahmen 3 über den Vorschubarm 6 und der in seinem gabelförmigen Ende angeordneten, wälzgelagerten Rolle 1 auf das Sägeband 2 übertragen. Der Einstellmechanismus 5 ermöglicht den Vorschubarm 6 beziehungsweise die Rolle 1 so in Vorschubrichtung einzustellen, daß das Sägeband zwi­ schen den Umlenkrollen exakt geradlinig gespannt ist.

Dem Erfindungsgedanken entsprechend wird statt der Rolle 1 die in Fig. 2 dargestellte Rolle 10 verwendet. Diese setzt sich zusammen aus einem stählernen Ring 11, einem aus ölbeständigem, elastischem Kunststoff hoher Werkstoffdämpfung bestehenden Ring 12 und einem zentrisch angeordneten herkömmlichen, abgedichteten Wälzlager 13. Alle drei genannten Bauteile sind durch eine Preßpassung oder durch Vulkanisation beziehungsweise Stoffschluß unlöslich miteinander verbunden. Durch die statisch nachgie­ big und stark dämpfend ausgebildete Rolle 10 wird die Vorschubkraft im Sinne des "Schwanenhalsprinzips" auf das Sägeband übertragen. Dabei ist die so erzielbare Erhöhung der dynamischen Steifigkeit des Sägebands be­ sonders ausgeprägt, da die lediglich aus dem Ring 11 bestehende Masse zwi­ schen dem Kunststoffring 12 und dem Sägeband 2 sehr klein ist. Um so ge­ ringer nämlich die Masse des oder der Bauteile ist, die sich in dem Vor­ schubkraftfluß zwischen dem erfindungsgemäß plazierten elastischen, dämp­ fenden Bauelement und dem bandförmigen Werkzeug befinden, um so größer ist die durch die Anwendung des Erfindungsgedankens erzielbare Verbesse­ rung der dynamischen Steifigkeit des Werkzeugs.

Erfolgt die Übertragung der Vorschubkraft vom Sägerahmen auf das Säge­ band nicht durch eine Rolle sondern durch ein Gleitstück, so wird der Er­ findungsgedanke besonders vorteilhaft realisiert, wenn das elastische und dämpfende Kunststoffelement unmittelbar zwischen dem Gleitstück und dem Sägerahmen beispielsweise in Gestalt einer Kunststoffplatte angeordnet ist.

Bei einer Bügelsägemaschine werden dem Erfindungsgedanken entsprechend der durch die Vorschubkraft auf Druck belastete Kontaktbereich des als Werkzeugträger fungierenden Bügelrahmens mit dem Sägeblatt durch ein Kunststoffelement mit hoher Werkstoffdämpfung getrennt. Die optimale sta­ tische Steifigkeit dieses Elements muß experimentell ermittelt werden, was auch für alle anderen Ausführungsformen des Erfindungsgedankens gilt.

Bei einer Bügelsägemaschine kann das bandförmige Werkzeug zusätzlich auch in Schnittrichtung durch ein jeweils an beiden Werkzeugenden pla­ ziertes Kunststoffelement gedämpft werden. Dieses wird so am Bügelrahmen angeordnet, daß es durch die Vorspannkraft des Sägeblatts auf Druck be­ lastet ist.

Die genannten Kunststoffelemente können auch durch in der DE-OS 34 47 655 als Membranen bezeichnete, flüssigkeitsgefüllte Bauelemente ersetzt wer­ den, deren Vorteil in der bei kleinen Schwingungsamplituden höheren Schwingungsdämpfung liegt.

Claims (4)

1. Werkzeugmaschine mit bandförmigem Werkzeug, insbesondere Band- oder Bügelsägemaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubkraft auf das Werkzeug (2) über ein elastisches, dämpfendes Bauteil (12) über­ tragen wird.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische, dämpfende Bauteil (12) zwischen dem die Vorschubkraft direkt übertragenden Bauteil (11) und dem als Werkzeugträger fungie­ renden Bauteil (3) angeordnet ist.

3. Bändsägemaschine nach Anspruch 2 mit durch Rollen auf das Sägeband übertragene Vorschubkräfte, dadurch gekennzeichnet, daß das elasti­ sche, dämpfende Bauteil (12) jeweils innerhalb der Rollen (10) ange­ ordnet ist.

4. Bandsägemaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische, dämpfende Bauteil die Gestalt eines aus Kunststoff be­ stehenden Rings (12) aufweist.