DE4411255A1 - Sägemaschine für Gehrungs- und Schifterschnitte I - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sägemaschine gemäß Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Beispielsweise ist es im Metallbau eine häufige Aufgabe, strangge­ preßte Profile aus Leichtmetall mit in Relation zu den Querabmes­ sungen großen Längen (Stangenmaterial) auf die benötigten Verar­ beitungslängen zu kürzen. Derartige Profilstücke werden z. B. im Fenster bzw. Fassadenbau zu komplexen ebenen bzw. räumlichen Strukturen montiert, bei denen es auf höchste Paßgenauigkeit der Stoßstellen der einzelnen Profile ankommt. Hierbei ist sowohl die Einhaltung genauer Sägewinkel als auch die Gewährleistung der ge­ nauen Materiallängen von großer Wichtigkeit. Treten bei ebenen Strukturen überwiegend Schnittflächen auf, die nur unter einem Winkel, dem sogenannten Gehrungswinkel, relativ zur Erstreckungs­ richtung des Profils geschwenkt sind, so ist häufig bei räumlichen Strukturen neben der Schwenkung um diese Gehrungsachse, auch ein Verschwenken um einen zweiten Winkel, die sogenannte Schifter­ schnittachse, und damit der sogenannte Schifterschnitt erforder­ lich. Einer für derartige Aufgaben geeigneten Sägemaschine muß es also neben der Positionierung zur Ablängung des Profiles auch mög­ lich sein, das Sägeblatt in eine nahezu beliebige räumliche Zuord­ nung relativ zur Längserstreckung des Profiles verschwenken zu können.

Es sind bereits Sägemaschinen der gattungsgemäßen Art zur Ausfüh­ rung von Gehrungs- und Schifterschnitten handelsüblich. Derartige mechanisch ausgeführte Gelenkanordnungen, die meistens mit Hilfe von Segmentlagern und durch die Gelenkanordnung gebildeten fikti­ ven Drehpunkten eine Verschwenkung des Sägeblattes ermöglichen. Neben der aufwendigen Konstruktion dieser Schwenkvorrichtungen ist vor allem die unzureichende Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der damit auszuführenden Sägeschnitte nachteilig. Durch ungünstige Massenverteilungen sowie große Hebelarme ist weiterhin die Dynamik dieser Sägemaschinen unbefriedigend, so daß die ausgeführten Säge­ schnitte hinsichtlich der Ausbildung der Schnittfläche höheren Qualitätsanforderungen nur bedingt gerecht werden.

Ein weiterer Problempunkt der vorstehend genannten Bauweise von Sägemaschinen ist, daß aufgrund der Kinematik der Schwenkeinrich­ tung die Bearbeitbarkeit der Werkstücke hinsichtlich der Querab­ messungen deutlichen Restriktionen unterliegen. Überschreiten die Werkstücke, wie heute durch die Einsatzgebiete z. B. im Metallbau immer mehr gefordert, gewisse Querabmessungen, so ist ein komplet­ tes Durchtrennen mit Hilfe der geschilderten Schwenkvorrichtung nur unter Hinnahme geringer Schwenkwinkel des Sägeblattes relativ zur Achse des Profils möglich. Die Einsetzbarkeit derartiger Säge­ maschinen ist damit deutlich eingeschränkt.

Eine verbesserte wirtschaftliche Fertigung ergibt sich durch Ein­ satz einer handelsüblichen Doppelgehrungssäge, bei der durch An­ ordnung von zwei zueinander verschiebbaren Sägeeinheiten auf einem gemeinsamen Maschinenbett eine simultane Bearbeitung beider Enden eines Profils möglich ist. Die Probleme hinsichtlich der erzielba­ ren Genauigkeiten erhöhen sich durch diese Art der Bearbeitung na­ türlich ebenfalls.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Sägemaschinen der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß eine Erhöhung der Qualität der erzielten Sägefläche, insbesondere bezüglich Win­ kelgenauigkeit und Reproduzierbarkeit und eine hohe Fertigungs­ vielfalt durch mögliche größere Querabmessung der Werkstücke und größere Einstellwinkelbereiche erzielt wird. Die Lösung der Auf­ gabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Erfindungswesentliches Merkmal der Sägemaschine ist es, daß die für die Einstellung des Gehrungswinkels und/oder des Schifter­ schnittwinkels benötigten Bewegungseinrichtungen kinematisch kon­ sequent von denjenigen getrennt sind, die zur Vorschubbewegung des Sägeblattes in der jeweiligen Schneidebene des Sägeblattes notwen­ dig sind. Hierbei ist für jede der Bewegungen eine eigenständige Bewegungseinrichtung vorgesehen, so daß in jedem Freiheitsgrad die Bewegungseinrichtung einzeln und unabhängig von den anderen ver­ stellt werden kann.

Mit der Verstellung der Drehachsen der erfindungsgemäßen Sägema­ schine wird die Schneidebene des Sägeblattes, also die Ebene, in der das Sägeblatt rotiert, derart geschwenkt, daß die Säge unter den benötigten Winkeln verschwenkt zum Werkstück steht. Hierzu ist es erforderlich, daß diese Drehachsen senkrecht zueinander stehen und sich in einem Punkt schneiden. Erst dadurch ist es möglich, kinematisch voneinander unabhängige Drehungen im Raum zu erzeugen. Im Gegensatz zu den handelsüblichen Schwenkvorrichtungen der gat­ tungsgemäßen Art, bei denen eine Drehung vorwiegend mit Hilfe vir­ tueller Drehpunkte erreicht werden kann, sind die Drehungen um die erfindungsgemäßen Drehachsen voneinander völlig unabhängig. Es ist auch möglich, jede der beiden Stellachsen getrennt zur Ausführung eines Gehrungs- oder eines Schifterschnittes zu verschwenken. Re­ alisiert werden dabei Drehlagerungen, die durch die Art der Lage­ rung sowie die konstruktive Ausgestaltung der durch diese Lagerung verbundenen Gestellbauteile eine hohe Genauigkeit, Belastbarkeit sowie Reproduzierbarkeit der Schwenkbewegungen ermöglichen. Durch die damit erzielbare kompakte Bauweise der Lagerungen können auch die Antriebe für die jeweilige Verschwenkung der Achse entspre­ chend genau ausgelegt werden.

Für die Ausführung der Positionier- und Vorschubbewegungen, die zur tatsächlichen Durchführung eines Sägeschnittes erforderlich sind, dienen zwei senkrecht zueinander angeordnete, lineare Vorschubein­ heiten, die eine Bewegung in der Ebene des verschwenkten Sägeblat­ tes erlauben. Auch hierbei wird eine Unabhängigkeit der Bewegungen nur durch senkrecht aufeinander stehende Achsen erreicht. Die li­ nearen Achsen zeichnen sich ebenfalls durch hohe Steifigkeit und damit hohe Belastbarkeit durch die auftretenden Schnittkräfte aus. Durch Verwendung hochgenauer Führungselemente und fein einstellba­ rer Antriebsbaugruppen sind zum einen die Vorschubbewegungen gut steuerbar, zum anderen sind die erzielbaren Verfahrwege leicht veränderbar. Hierzu werden die Führungslängen der Vorschubeinhei­ ten den Querabmessungen der Werkstücke in Abhängigkeit von den geforderten Schwenkwinkeln angepaßt. Diese Anpassung war bei den handelsüblichen Sägemaschinen der gattungsgemäßen Art nur über Verwendung unterschiedlicher Sägeblattdurchmesser erzielbar. Da­ durch können die technischen Kennwerte einer erfindungsgemäßen Sä­ gemaschine einfach an die Bedürfnisse des Kunden bzw. einer Bauka­ stenkonstruktion angepaßt werden.

Für die Ausführung eines Sägeschnittes muß das Sägeblatt nicht nur verschwenkt und positioniert werden können, es soll auch eine ein­ fache Steuerbarkeit der benötigten Bewegungen möglich sein. Hierzu sollte das Sägeblatt bei seiner Verschwenkung in der Zuordnung zum Werkstück zweckgerecht so drehbar angeordnet sein, daß ein Ver­ schwenken keine Änderung der Länge des abzusägenden Werkstückes herbeiführt. Dies wird dadurch erreicht, daß der Schnittpunkt der Gehrungs- und der Schifterschnittachse gleichzeitig ein Punkt der Linie ist, in der sich die Anlageflächen der Werkstückaufnahme schneiden. Stellt man die Länge des Werkstückes bezogen auf diesen Anlagepunkt genau ein, so ändert sich die gefertigte Länge des Werkstückes nicht mehr, nur die Schnittflächenwinkel werden geän­ dert.

Durch die vorstehenden Konstruktionsmerkmale ist es möglich, eine Sägemaschine kostengünstig und wirtschaftlich herzustellen, die den gestiegenen Genauigkeitsanforderungen des Endanwenders Rech­ nung trägt. Zur erhöhten Wirtschaftlichkeit für den Endanwender tragen weiterhin die höheren erzielbaren Verfahrgeschwindigkeiten und damit kürzeren Bearbeitungszeiten beim Sägen eines Werkstückes bei.

Bei der Bildung der kinematischen Kette für eine vorteilhafte Aus­ gestaltung einer erfindungsgemäßen Sägemaschine geht man davon aus, die Bewegungsachsen so auszulegen, daß sich geringe zu bewe­ gende Massen und damit geringe Antriebsleistungen ergeben. Dies darf jedoch nur unter Berücksichtigung der für das Sägen geforder­ ten Genauigkeit geschehen, die durch die konstruktive Gestaltung der Gestellbauteile und der Bewegungsachsen vorgegeben wird.

Eine Sägemaschine besteht jeweils aus einer oder mehreren Sägeein­ heiten, die beide auf einem Maschinengestell frei positionierbar angeordnet sind, es ist auch die Kombination einer auf dem Maschi­ nengestell fest montierten Sägeeinheit mit einer frei verschieb­ lich angeordneten Sägeeinheit denkbar.

Jede der genannten Sägeeinheiten besitzt vorteilhaft einen gleich­ artigen Aufbau, der alle zur Ausführung des Sägens sowie zur Ein­ stellung der Gehrungs- und Schifterschnittwinkel notwendigen Bewe­ gungen ermöglicht. Die Zuordnung der Sägeeinheiten für die Längen­ einstellung der zu sägenden Werkstücke wird dabei im wesentlichen durch die Positionierung der Sägeeinheiten auf dem Maschinen­ schlitten ausgeführt.

Zum Ablängen gleichartiger Teile des Werkstückes kann durch wech­ selseitiges Fixieren des Werkstückes auf geteilten, unabhängig voneinander bewegbaren Auflageflächen, die mit je einer Grundkon­ sole verfahrbar auf dem Maschinengestell verbunden sind, eine Ver­ schiebung des Werkstückes in seiner Längsachse erreicht werden.

Wird beispielsweise das Werkstück an nur einer der Anlageflächen gespannt und liegt auf der anderen frei auf, so kann durch Verfah­ ren der zugeordneten Grundkonsole der gespannten Seite auch das Werkstück entlang der Achse des Maschinengestells verschoben wer­ den. Vor dem Ausführen des nächsten Sägeschnittes werden dann beide Seiten wieder fixiert.

Die Sägeeinheit besteht entsprechend der vorstehenden Ausführungen deshalb in einer zweckmäßigen Ausgestaltung aus einer zum Maschi­ nenbett verschiebbaren Grundkonsole, die ein Drehlager trägt, mit dem ein Schwenkgestell alle in der kinematischen Kette nachfolgend angeordneten Module um eine Achse senkrecht zur Längserstreckung des Maschinenbettes für die Einstellung des Gehrungswinkels schwenkt. Dieses Schwenkgestell hat vorteilhafterweise seine Ru­ helage relativ zum Maschinenbett so, daß das Sägeblatt einen ein­ fachen Kappschnitt unter 90 Grad zur Längserstreckung des Werk­ stückes ausführen kann. Aus dieser Grundstellung kann sich das Schwenkgestell dann sowohl in der einen als auch in der anderen Drehrichtung um jeweils mehr als 90 Grad bewegen. Dadurch wird er­ reicht, daß die Sägeeinheiten austauschbar sind und jede Sägeein­ heit an jedem Ende des Werkstückes arbeiten kann. An dem Schwenk­ gestell ist eine zweite lineare Vorschubeinheit angeordnet, an de­ ren Kopfseite ein Schwenkarm angeordnet ist, der zur Einstellung des Schifterschnittwinkels dient. Die Drehachse dieses Schwenkarms liegt dabei parallel, vorzugsweise kollinear zur Längsachse der zweiten linearen Vorschubeinheit. Der Schwenkarm nimmt bei einem Schifterschnittwinkel 0 Grad eine Ruhestellung derart ein, daß die Bewegungsachse einer ersten linearen Vorschubeinheit, die auf dem Schwenkarm angeordnet ist, parallel zur Drehachse des Schwenkge­ stells eine vertikale Hubbewegung erzeugt. Mit dieser ersten li­ nearen Vorschubeinheit wird eine Konsole entlang des Dreharms der­ art verschoben, daß sie sich auf den Drehpunkt des Schwenkarms zu oder von ihm wegbewegt. An der Konsole selbst ist nun das Säge­ blatt und dessen Antriebseinheit befestigt.

Die Arbeitsweise der Sägeeinheit läßt sich auf folgenden Funkti­ onsablauf zurückführen. Geht man davon aus, daß zur Festlegung der Länge des zu sägenden Werkstückes die Grundkonsole der Sägeeinheit schon auf dem Maschinenbett positioniert ist, so wird bei der Durchführung eines allgemeinen Sägeschnittes sowohl die Geh­ rungsachse als auch die Schifterschnittachse auf die benötigten Werte eingestellt. Durch diese Schwenkungen wird die Ebene defi­ niert, in der das Sägeblatt seine Vorschubbewegungen ausführt und die gleichzeitig die Schnittfläche des Werkstückes darstellt. Mit Hilfe der beiden linearen Achsen wird das Sägeblatt dann innerhalb dieser Schnittebene durch schnelle Bewegungen relativ zum Werk­ stück positioniert und anschließend durch gesteuerte Vorschubbewe­ gungen der Schnitt ausgeführt. Die Reihenfolge dieser linearen Be­ wegungen hängt dabei von der relativen Lage des Werkstückes zu seinen Anlageflächen bzw. Spannflächen ab und von der Schnittrich­ tung des Sägeblattes.

Durch den Aufbau der Sägeeinheit ist es denkbar, neben dem übli­ cherweise verwendeten kreisförmigen Sägeblatt auch ein vorwiegend längserstrecktes Sägeblatt mit linearer Schnittbewegung und zuge­ höriger Antriebseinheit zu verwenden. Diese Sägeantriebseinheit müßte dann in geeigneter Weise an der Konsole angebracht sein, die eine Linearbewegung relativ zum Schwenkarm ausführt. Auch ist es denkbar, jedes andere Bearbeitungswerkzeug, das eine dem Sägen ähnliche Bearbeitung durchführt, mit Hilfe dieser Sägeeinheit zu positionieren und zu bewegen. Hier wären vor allen Dingen Einrich­ tungen zum Trennen und Schleifen zu nennen, die häufig auch eine kreisförmige Arbeitsbewegung ausführen.

Zur Justierung der Lagerung des Sägeblattes und damit zur genauen Ausrichtung des Sägeblattes zur Achse des Maschinenbettes werden in der Fig. 3 nicht näher dargestellte Verstelleinrichtungen be­ nutzt, die eine genaue Positions- und Orientierungsausrichtung des Sägeblattes erlauben. Dies ist vor allen Dingen im Hinblick auf den Wechsel der Bearbeitungseinheit durch Austausch der gesamten Antriebsbaugruppe von großer Bedeutung.

Der Antriebsstrang für den Antrieb des Sägeblattes besteht aus ei­ ner zweistufigen Anordnung von Getrieben, die zum einen die Anpas­ sung von Drehzahl und Drehmoment an die jeweiligen Schnittbedin­ gungen erlauben und zum anderen eine kompakte Anordnung des An­ triebsmotors nahe am Sägeblatt und mitfahrend auf der Sägekonsole erlauben. Der zweistufige Antriebsstrang besteht aus einem Umlenk­ getriebe, das vorzugsweise als Kegelradgetriebe ausgeführt werden kann und mit einer festen Übersetzung die Motordrehzahl und das Antriebsmoment des Motors wandelt. Nachgeschaltet ist ein Riemen­ trieb mit leicht austauschbaren Riemenscheiben, dessen Riemen die Abtriebswelle des Umlenkgetriebes mit der Antriebswelle des Säge­ blattes verbindet. Durch geeignete Wahl der Übersetzung des Rie­ mentriebes wird erneut eine Wandlung von Antriebsdrehzahl und An­ triebsdrehmoment erreicht.

Besonders vorteilhaft an dieser Gestaltung ist, daß durch einen einfachen Austausch der Riemenscheiben eine Veränderung des Wand­ lungsverhältnisses des Riementriebes erreichbar ist. Insbesondere ist es möglich, durch wechselseitigen Tausch der beiden Riemen­ scheiben eine gegengleiche Änderung von Antriebsmoment und An­ triebsdrehzahl des Sägeblattes zu bewirken. Dies ist insofern be­ sonders interessant, als in Abhängigkeit von dem zu sägenden Mate­ rial entweder ein hohes Drehmoment bei einer geringeren Drehzahl bzw. ein niedriges Drehmoment bei einer höheren Drehzahl gefordert wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird der Antrieb des Sägeblattes drehzahlregelbar ausgelegt. Hierdurch kann, auch zusätzlich zu den vorstehend genannten festen bzw. mechanisch ver­ änderbaren Wandlungsstufen eine genaue Anpassung auf geforderte Schnittbedingungen erreicht werden.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Sägemaschine ist darin zu sehen, daß durch geeignete Wahl der Bewegungslängen der Linearachsen auch Werkstücke gesägt werden können, die große Ab­ messungen senkrecht zur Längserstreckung des Maschinenbettes auf­ weisen. Dies ist innerhalb gewisser Grenzen selbst dann gewährlei­ stet, wenn sehr steile Gehrungs- oder Schifterschnittwinkel einge­ stellt sind. Hierfür sind vornehmlich die Bewegungslängen der Ach­ sen sowie die Längen der Gestellbauteile ausschlaggebend.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der Ausführung der Vorschub­ bewegungen durch die linearen Achsen deshalb, weil durch Positionier- und Vorschubbewegungen das Sägeblatt immer so zum Werkstück positioniert werden kann, daß die Schnittkraftrichtung immer belastungsgerecht liegt. Durch diese belastungsgerechte Ausführung, vorzugsweise mit einer senkrechten Komponente auf die Auflageflächen des Werkstückes, ist eine verzugsfreie Schnittführung möglich. Hierfür muß das Sägeblatt so positioniert werden, daß sich das Werkstück zwischen dem Sägeblatt und den Auflageflächen befindet. Die Schnittbewegung des Sägeblattes soll dann so ausgerichtet werden, daß die Schnittkräfte von den Auflageflächen des Werkstückes aufgenommen werden können. Das Werkstück wird damit üblicherweise im Gegenlauf bearbeitet.

Für den praktischen Einsatz ist es neben der gesonderten Abdeckung der Führungen aller Achsen besonders vorteilhaft, daß die An­ triebselemente für die linearen Vorschubeinheiten und die Drehach­ sen innerhalb der Gestellbauteile angeordnet sind und dadurch weitgehend gegen Schmutz und Späne geschützt werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sägema­ schine wird anhand der beigefügten Zeichnung erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Gesamtdarstellung der Sägemaschine, bestehend aus Maschinengestell und zwei Sägeeinheiten,

Fig. 2 eine einzelne Sägeeinheit mit allen Bewegungsein­ richtungen und daran angebrachtem kreisförmigen Sä­ geblatt,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Sägeeinheit quer zur Haupterstreckungsrichtung des Maschinengestells.

Fig. 1 zeigt eine Gesamtübersicht der erfindungsgemäßen Sägema­ schine mit zwei Sägeeinheiten 3, 4 und jeweils einer Säge mit kreisförmigem Sägeblatt 36. Auf einem Maschinengestell 1 mit daran angebrachten Führungseinrichtungen 2 sind zwei Sägeeinheiten 3 und 4 befestigt. Die Sägeeinheit 3 soll in der dargestellten Ausfüh­ rungsform als feststehende Sägeeinheit, die Sägeeinheit 4 als frei positionierbare Sägeeinheit ausgeführt werden.

Die Sägeeinheit 4 ist befestigt auf einer Grundkonsole 38, die entlang der Bewegungsrichtung 5 parallel zur Haupterstreckungs­ richtung des Maschinengestells 1 verfahrbar ist. Die Führungsvor­ richtungen 2 sind dabei geschützt unter einer Abdeckung 11 ange­ bracht, so daß Schmutz und aufgrund des Sägeprozesses entstehende Späne nicht auf diese Führungsvorrichtungen fallen können.

Die Sägeeinheit 4 besteht, wie auch die Sägeeinheit 3, aus einer kinematischen Kette von Einzelmodulen, die zum Positionieren des kreisförmigen Sägeblattes 36 je zwei Schwenk- und zwei Linearbewe­ gungen ermöglichen. Auf der Grundkonsole 38 ist schwenkbar ange­ ordnet ein winkelförmiges Schwenkgestell 12, das eine Drehbewegung um die Drehachse 7 des Schwenkgestells 12 ausführt. Diese Drehachse 7 ist die Gehrungsachse.

Aufgeständert auf dem winkelförmigen Schwenkgestell 12 ist über den vertikalen Schenkel des Schwenkgestells eine zweite Vorschub­ einheit 17, die eine Verschiebung der nachfolgenden Elemente der kinematischen Kette entlang der Bewegungsrichtung 8 ermöglicht. An einer Kopfseite der zweiten Vorschubeinheit 17 ist ein Arm 26 drehbar gelagert angebracht, der eine Schwenkbewegung entlang der Drehrichtung 9 ermöglicht. Dies ist die Achse der Schifterschnitt­ bewegung 9.

Auf dem Schwenkarm 26 ist verschiebbar über Führungselemente 31 ein Flansch 32 für eine Sägekonsole 40 angebracht, der eine li­ neare Bewegung entlang der Bewegungsachse 6 ausführen kann. An dieser Sägekonsole 40 ist das kreisförmige Sägeblatt 36 sowie die dazu benötigten Antriebselemente 33, 34, 35 angebracht.

In Fig. 2 ist eine Ausschnittsvergrößerung der Sägeeinheit 4 dar­ gestellt. Anhand dieser Ausschnittsvergrößerung wird im folgenden die Funktionsweise der Sägeeinheit 4 näher beschrieben. Dabei wird davon ausgegangen, daß die Grundkonsole 38 der Sägeeinheit schon positioniert und die Länge des Profils damit vorgegeben ist. Das zu bearbeitende Werkstück 41 wird sowohl mit einem Gehrungsschnitt als auch mit einem Schifterschnitt gesägt, so daß alle Bewe­ gungsachsen der Sägeeinheit benötigt werden.

Zur richtigen Positionierung des kreisförmigen Sägeblattes 36 re­ lativ zum Werkstück, das in der Fig. 2 nicht dargestellt ist, muß das Schwenkgestell 12 um die Gehrungsachse 7 sowie der Schwenkarm 26 um die Schifterschnittachse 9 gedreht werden. Diese sowie alle linearen Positionierungen werden in der Regel programmgesteuert von einer in der Fig. 2 nicht dargestellten Steuerung vorgenom­ men. Für das Verständnis der Vorgänge kann jedoch diese Steuerung als gegeben angesehen werden.

Das Schwenkgestell 12 soll hier z. B. einen Schnitt mit 30 Grad ausführen, d. h. das Schwenkgestell 12 muß aus einer dargestellten Ruhelage um 30 Grad verschwenkt werden. Die Ruhelage ergibt sich, wie schon vorstehend dargestellt, daraus, daß zum einen die Drehachse 7 des Schwenkgestelles 12 senkrecht zur Haupterstrec­ kungsrichtung 5 des Maschinengestells 1 und zum anderen die Bewe­ gungsrichtung der zweiten linearen Vorschubeinheit 17 entlang der Verschieberichtung 8 ebenfalls senkrecht zur Haupterstreckungs­ richtung 5 des Maschinengestells 1 angeordnet sein müssen. Da das Schwenkgestell 12 über den vertikalen Schenkel 16 und die Füh­ rungselemente 21 der zweiten Vorschubeinheit 17 mit nur einem Freiheitsgrad mit der zweiten Vorschubeinheit 17 verbunden ist, ergibt sich hieraus eine eindeutige Zuordnung der Ruhelage des Schwenkgestells. Anschaulich gesagt steht das Schwenkgestell 12 mit seinem horizontalen Schenkel in dieser Ruhelage quer zur Haupterstreckungsrichtung 5 des Maschinengestells 1.

Ist das Schwenkgestell 12 im vorliegenden Fall um 30 Grad aus die­ ser Mittellage geschwenkt, so sind damit alle nachfolgenden Ele­ mente der kinematischen Kette ebenfalls um diese 30 Grad mitver­ schwenkt worden, da sie an der mitverschwenkten zweiten Vorschub­ einheit 17 befestigt sind.

Zur Einstellung des Winkels 9 für den Schifterschnitt, hier bei­ spielsweise eine Schwenkung um 45 Grad, wird der Schwenkarm 26 entlang seiner Drehachse 9 in die gewünschte Richtung gedreht. Da­ mit verdrehen sich wiederum alle in der kinematischen Kette nach­ folgenden Elemente wie der Flansch 32 für die Sägekonsole, die Sä­ gekonsole 40 sowie die daran angebrachten Antriebselemente 33, 34, 35 und 42 des kreisförmigen Sägeblattes 36.

Das kreisförmige Sägeblatt 36 bzw. seine Rotationsachse 10 be­ schreiben jetzt die Ebene, in der das Sägeblatt 36 das nicht dar­ gestellte Werkstück 41 durchtrennen kann.

Die Ausführung der für den Sägevorgang benötigten Positionierungs- und Vorschubbewegungen wird durch die zweite lineare Vorschubeinheit 17 sowie die erste lineare Vorschubeinheit 32, hier darge­ stellt durch die Führungselemente 31, an denen der Flansch 32 der Konsole 40 verschoben wird, ausgeführt. Eine Beschreibung der not­ wendigen Positionierbewegungen folgt unten.

An dem Flansch 32 ist die Sägekonsole 40 mit allen für den Antrieb des kreisförmigen Sägeblattes 36 erforderlichen Antriebselementen 33, 34, 35 und 42 angebracht. Diese definierte Schnittstelle macht einen kompletten Wechsel der Bearbeitungseinheit, hier des kreis­ förmigen Sägeblattes 36, gegen eine andere gleichartige Bearbei­ tungseinheit möglich.

Fig. 3 zeigt nun für das Ausführungsbeispiel die wichtigsten kon­ struktiven Bauelemente, die Anwendung finden. Die Grundkonsole 38 läuft auf den Führungsvorrichtungen 2 am Maschinengestell 1 und ist durch die Abdeckungen 11 gegen Schmutz und Späne geschützt. Die Grundkonsole 38 hat dabei die Bauform einer Traverse, auf der einseitig die Drehachse 13 des Schwenkgestells 12 mit Hilfe einer Wälzlagerung 15 drehbar befestigt ist. Der an dieser Drehachse 13 befestigte horizontale Schenkel des Schwenkgestell 12 wird dabei mit Hilfe eines Schneckenantriebes 14 und einen hier nicht darge­ stellten Antriebsmotor gedreht, so daß das Schwenkgestell 12 sich um die Drehachse 7 jeweils um ca. plus und minus 90 Grad drehen kann. Auf dem vertikalen Schenkel 16 des Drehgestells, der mit Haupterstreckungsrichtung in Richtung der Drehachse 7 zeigt, sind auf dessen oberer Kopfplatte die Führungselemente 21 der ersten Vorschubeinheit 17 befestigt. An diesen Führungselementen 21 kann die zweite Vorschubeinheit 17 entlang der linearen Bewegungsachse 8 verschoben werden. Der Antrieb für diese Verschiebung erfolgt über einen Antriebsmotor 18 der zweiten Vorschubeinheit 17, die über ein Getriebe 19 eine Antriebsspindel 20 verdreht. Diese An­ triebsspindel 20 greift in eine am vertikalen Schenkel 16 des Drehgestells befestigte Spindelmutter 22 und setzt damit die Dreh­ bewegung der Antriebsspindel 20 in eine Linearbewegung um. Auf der sägeblattseitigen Stirnfläche der zweiten Vorschubeinheit 17 ist der Schwenkarm 26 drehbar um die Drehachse 23 angeordnet. Die Drehachse 23 ist im Innern der zweiten Vorschubeinheit 17 mit Hilfe geeigneter Lager 24 abgestützt und wird über einen Schnec­ kenantrieb 25 und einen hier nicht dargestellten Antriebsmotor verdreht. Damit verdreht sich der an der Drehachse 23 befestigte Schwenkarm 26 aus seiner Ruhestellung und verdreht wiederum alle danach angeordneten Elemente der kinematischen Kette.

Über die Führungselemente 31 ist ein Flansch 32 für eine Konsole 40 verschiebbar auf dem Schwenkarm 26 angebracht und kann in der dargestellten Stellung der Sägeeinheit eine vertikale Hubbewegung ausführen. Angetrieben wird diese vertikale Bewegung von einem An­ triebsmotor 27 der ersten Vorschubeinheit 32, die über ein Ge­ triebe 28 wiederum eine Antriebsspindel 29 verdreht, die eine mit dem Flansch der Sägekonsole 32 fest verbundene Spindelmutter 30 linear antreibt. Durch Verwendung einer geeigneten Verzahnung im Getriebe 28 und/oder einer integrierten federbetätigten Bremse im Antriebsmotor 27 oder am Schwenkarm 26 kann auch bei Stromausfall des Antriebsmotors 27 die Sägekonsole in ihrer jeweiligen Stellung gehalten werden.

Am Flansch 32 der Sägekonsole sind nun alle für die vorliegende Sägebearbeitung benötigten Antriebselemente für das kreisförmige Sägeblatt 36 befestigt und können mit dieser komplett ausgetauscht werden. Der Antriebsmotor 33 der Sägeeinheit ist im Innern der Sä­ gekonsole 40 angebracht und treibt über ein Umlenkgetriebe 34 so­ wie einen in der Figur nur angedeuteten Riementrieb 42 die Drehachse 35 des Sägeblattes in der Lagerung.

Durch einfachen Wechsel der Übersetzung innerhalb des Riementrie­ bes 42, z. B. durch Austausch der Riemenscheiben bzw. Umsetzen der Riemenscheiben, kann das Sägeblatt in seiner Schnittgeschwindig­ keit und in seinem Antriebsmoment den jeweiligen Schnittanforde­ rungen angepaßt werden.

Bei durchgeführter Schwenkung des kreisförmigen Sägeblattes 36 um die Gehrungsachse 7 und die Schifterschnittachse 9 wird der Säge­ schnitt mit Hilfe der Bewegungseinrichtungen der zweiten Vorschub­ einheit 17 sowie der ersten Vorschubeinheit 32 ausgeführt. Liegt das Werkstück 41 wie dargestellt an den beiden Flächen des Auflagewinkels 37 und dreht sich das kreisförmige Sägeblatt 36 in die dargestellte Richtung 43, so wird man sich zum belastungsgerechten Sägen des Werkstückes bemühen, im Gegenlaufverfahren zu arbeiten. Hierzu wird die Linearachse 17 der zweiten Vorschubeinheit soweit ausgefahren, daß das Werkstück 41 horizontal zwischen dem kreis­ förmigen Sägeblatt 36 und dem Schwenkarm. 26 zu liegen kommt. Bild­ lich gesprochen wird mit Hilfe der Linearachse 17 das Sägeblatt unter um das Werkstück 41 in eine hintergreifende Stellung herum­ gefahren. Als nächstes wird die erste Vorschubeinheit 32, also der Flansch für die Konsole 32 und damit die daran angebrachte Konsole 32 mit dem kreisförmigen Sägeblatt 36, mit Hilfe des Antriebsmo­ tors 27 vertikal nach oben gefahren. Diese Positionierbewegung ist beendet, sobald der Umfangskreis des kreisförmigen Sägeblattes 36 so positioniert ist, daß ein vollständiges Durchtrennen des Werk­ stückes 41 bei einer folgenden horizontalen Vorschubbewegung der zweiten Vorschubeinheit 17 gewährleistet ist. Anschließend fährt die zweite Vorschubeinheit 17 wieder zurück in ihre Ausgangsstel­ lung, wobei das Werkstück 41 gesägt wird. Durch diese Art der Schnittführung legt das Werkstück auf einer ausreichenden Länge an den Auflageflächen 37 an und wird gegen die Schnittkräfte abge­ stützt. Es ist prinzipiell auch eine Umkehrung der Bewegungsver­ hältnisse der Linearachsen denkbar (zweite Vorschubeinheit 17 dient zum Positionieren, erste Vorschubeinheit 32 führt den Schnitt aus), doch ist hierbei die Richtung der Schnittkräfte ge­ gen die nicht dargestellten Spannmittel gerichtet. Hierdurch ist die Abstützung des Werkstückes 41 nicht mehr so gut wie beim zu­ erst geschilderten Verfahren. Prinzipiell können auch beide li­ nearen Bewegungsachsen (17, 32) gleichzeitig an der Ausführung der Schnittbewegung beteiligt werden.

Bezugszeichenliste

1 Maschinengestell
2 Führungseinrichtungen am Maschinengestell
3 feststehende Sägeeinheit
4 bewegliche angeordnete Sägeeinheit
5 Bewegungsrichtung der beweglich angeordneten Sägeeinheit
6 Bewegungsrichtung der zweiten linearen Vorschubeinheit
7 Drehachse des Schwenkgestells (Gehrungsachse)
8 Bewegungsrichtung der ersten linearen Vorschubeinheit
9 Drehachse des Schwenkarms (Schifterschnittachse)
10 Rotationsachse des kreisförmigen Sägeblatts
11 Abdeckungen für Bewegungsachse des Maschinengestells
12 Schwenkgestell, horizontaler Schenkel
13 Drehachse des Schwenkgestells
14 Schneckenantrieb des Schwenkgestells
15 Lagerung des Schwenkgestells
16 Schwenkgestell, vertikaler Schenkel
17 zweite lineare Vorschubeinheit
18 Antriebsmotor zweite Vorschubeinheit
19 Getriebe zweite Vorschubeinheit
20 Antriebsspindel zweite Vorschubeinheit
21 Führungselemente zweite Vorschubeinheit
22 Spindelmutter zweite Vorschubeinheit
23 Drehachse Schwenkarm
24 Lagerung des Schwenkarms
25 Schneckenantrieb des Schwenkarms
26 Schwenkarm, schwenkbarer Arm
27 Antriebsmotor erste Vorschubeinheit
28 Getriebe erste Vorschubeinheit
29 Antriebsspindel erste Vorschubeinheit
30 Spindelmutter erste Vorschubeinheit
31 Führungselemente erste Vorschubeinheit
32 Flansch für Sägekonsole/zweite lineare Vorschubeinheit
33 Antriebsmotor Sägeblatt
34 Umlenkgetriebe Sägeblatt
35 Lagerung Sägeblatt/Drehachse des Sägeblattes
36 kreisförmiges Sägeblatt
37 Auflagewinkel Werkstück
38 Grundkonsole
39 Standfüße
40 Konsole zur Befestigung der Bearbeitungseinheit
41 Werkstück
42 Riementrieb Sägeblattantrieb
43 Drehrichtung Sägeblatt

Claims (19)

1. Sägemaschine

• - mit einem Maschinengestell (1),
• - einer oder mehreren Sägeeinheiten (3, 4), die auf dem Maschinengestell (1) fest und/oder auf dem Ma­ schinengestell linear frei positionierbar angeord­ net sind,
• - Positionier- (37) und Spanneinrichtungen für ein zu bearbeitendes Werkstück (41),
• - Schwenkvorrichtungen an jeder Sägeeinheit für die Einstellung je eines Sägeblattes (36) zur Ausfüh­ rung von Gehrungs- und/oder Schifterschnitten an dem zu bearbeitenden Werkstück (41),
• - einer Antriebseinheit (33) für jedes Sägeblatt und
• - einer Vorschubeinrichtung für das Sägeblatt,

dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Winkel für die Ausführung des Geh­ rungsschnittes (7) sowie des Schifterschnittes (9) je­ weils eine getrennte Drehachse vorgesehen ist und diese derart angeordnet sind, daß sie in jeder Lage zueinander senkrecht stehen und daß für die Positionierung und den Vorschub innerhalb der Schneidebene des Sägeblattes (36) gesonderte, senkrecht zueinander angeordnete, lineare Vorschubeinheiten (17, 31) vorhanden sind.

2. Sägemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gehrungsachse (7) und die Schifterschnitt­ achse (9) in einem Punkt schneiden, der gleichzeitig der Schnittpunkt von einen Anschlagwinkel bildenden Flächen (37) für die Anlage des Werkstückes (41) ist.

3. Sägemaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sägeblatt (36) samt Antrieb (33, 34, 35, 42) vertikal verfahrbar an einem Arm (26) ge­ halten und mit der ersten linearen Vorschubeinheit (32) verbunden ist, der Arm (26) um die horizontal liegende Schifterschnittachse (9) des Sägeblattes (36) ver­ schwenkbar und kollinear zu dieser Achse (9) mittels der zweiten linearen Vorschubeinheit (17) verfahrbar ist, wobei Arm (26) und zweite lineare Vorschubeinheit (17) auf einem Schwenkgestell (12) angeordnet sind, daß sei­ nerseits um die senkrecht stehende Gehrungsachse (7) drehbar ist.

4. Sägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkgestell (12) auf einer Grundkonsole (38) um die senkrechte Gehrungsachse (7) verschwenkbar gelagert ist, die auf dem Maschinengestell (1) verfahrbar angeordnet ist.

5. Sägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkgestell (12) winkelförmig mit einem horizontalem Schenkel ausgebildet ist, an des­ sen freiem Ende die Gehrungsachse (13) angeordnet ist und daß auf dem oberen Ende eines vertikalen Schenkels (16) Führungen (21) für die zweite lineare Vorschubein­ heit (17) vorhanden sind.

6. Sägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite lineare Vorschubeinheit (17) die horizontal liegende Drehachse (23) trägt, auf der an der Kopfseite der zweiten linearen Vorschubein­ heit (17) der Schwenkarm (26) drehbar gelagert ist, an dem Führungen (31) vorgesehen sind, an denen eine Kon­ sole (40) der ersten linearen Vorschubeinheit (32) ver­ fahrbar angeordnet ist.

7. Sägemaschine nach einem der Ansprüche 1, 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (32) und die zweite (17) lineare Vorschubeinheit freie Bewegungslän­ gen aufweisen, die ein Unterfahren des Werkstückes (41) mit dem Sägeblatt (36) bis in eine hintergreifende Stel­ lung erlauben.

8. Sägemaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageflächen (37), an denen das Werkstück (41) positioniert und gespannt wird, orts­ fest am Maschinengestell (1) angebracht sind.

9. Sägemaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageflächen (37), an denen das Werkstück (41) positioniert und gespannt wird, in Einzelabschnitten an jeder Sägeeinheit (3, 4) angebracht sind und durch synchronisierte Bewegung der Sägeeinhei­ ten (3, 4) das Werkstück (41) in definiertem Zustand auf den einzelnen Abschnitten aufliegt.

10. Sägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekenn­ zeichnet durch biege- und verwindungssteife Ausführung von Lagerungen und die Ausführung der Gestellbauteile in Kastenbauweise.

11. Sägemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinenbettführungen (2) durch Schutzmaßnahmen (11) gegen Schmutz und Späne geschützt werden.

12. Sägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (21, 31) der linearen Vorschubeinheiten (17, 32) sowie die Führung (15) des Schwenkgestells (12) durch Schutzmaßnahmen gegen Schmutz und Späne geschützt werden.

13. Sägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebselemente (28, 29, 20, 19, 20, 22) für die linearen Vorschubeinheiten (17, 32) und die Drehachsen (13, 23) innerhalb der Gestellbau­ teile angeordnet sind.

14. Sägemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sägeblatt (36) kreisförmig ist.

15. Sägemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sägeblatt hauptsächlich längserstreckt ist und eine lineare Schnittbewegung ausführt.

16. Sägemaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (33) des Sägeblat­ tes (36) über ein Umlenkgetriebe (34) vorzugsweise ein Kegelradgetriebe, einen Riementrieb (42) antreibt, an dessen Abtriebswelle (35) das Sägeblatt (36) drehbar be­ festigt ist.

17. Sägemaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere ein Tausch der beiden austauschbar an­ geordneten Riemenscheiben des Riementriebes (42) eine gegengleiche Änderung von Antriebsmoment und Antriebs­ drehzahl bei gleichbleibender Leistung bewirkt.

18. Sägemaschine nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 16, da­ durch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (3) des Sä­ geblattes (36) drehzahlregelbar ist.