DE4411255C2 - Sägemaschine für Gehrungs- und Schifterschnitte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sägemaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Beispielsweise ist es im Metallbau eine häufige Aufgabe, stranggepreßte Profile aus Leichtmetall mit in Relation zu den Querabmessungen großen Längen (Stangenmaterial) auf die benötigten Verarbeitungslängen zu kürzen. Derartige Pro­ filstücke werden z. B. im Fenster bzw. Fassadenbau zu komplexen ebenen bzw. räumlichen Strukturen montiert, bei denen es auf höchste Paßgenauigkeit der Stoß­ stellen der einzelnen Profile ankommt. Hierbei ist sowohl die Einhaltung genauer Sägewinkel als auch die Gewährleistung der genauen 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 zwei­ ten Winkel, die sogenannte Schifterschnittachse, und damit der sogenannte Schiffer­ schnitt erforderlich. Einer für derartige Aufgaben geeigneten Sägemaschine muß es also neben der Positionierung zur Ablängung des Profiles auch möglich sein, das Sägeblatt in eine nahezu beliebige räumliche Zuordnung relativ zur Längserstreckung des Profiles verschwenken zu können.

Es sind bereits Sägemaschinen der gattungsgemäßen Art zur Ausführung von Geh­ rungs- und Schifterschnitten handelsüblich. Derartige Sägemaschinen nutzen für die Verschwenkung des Sägeblattes rein mechanisch ausgeführte Gelenkanordnungen, die meistens mit Hilfe von Segmentlagern und durch die Gelenkanordnung gebilde­ ten fiktiven Drehpunkten eine Verschwenkung des Sägeblattes ermöglichen. Neben der aufwendigen Konstruktion dieser Schwenkvorrichtungen ist vor allem die unzu­ reichende Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der damit auszuführenden Säge­ schnitte nachteilig. Durch ungünstige Massenverteilungen sowie große Hebelarme ist weiterhin die Dynamik dieser Sägemaschinen unbefriedigend, so daß die ausge­ führten Sägeschnitte hinsichtlich der Ausbildung der Schnittfläche höheren Qualitäts­ anforderungen nur bedingt gerecht werden.

Ein weiterer Problempunkt der vorstehend genannten Bauweise von Sägemaschinen ist, daß aufgrund der Kinematik der Schwenkeinrichtung die Bearbeitbarkeit der Werkstücke hinsichtlich der Querabmessungen deutlichen Restriktionen unterliegen. Überschreiten die Werkstücke, wie heute durch die Einsatzgebiete z. B. im Metallbau immer mehr gefordert, gewisse Querabmessungen, so ist ein komplettes Durchtren­ nen mit Hilfe der geschilderten Schwenkvorrichtung nur unter Hinnähme geringer Schwenkwinkel des Sägeblattes relativ zur Achse des Profils möglich. Die Einsetz­ barkeit derartiger Sägemaschinen ist damit deutlich eingeschränkt.

Eine verbesserte wirtschaftliche Fertigung ergibt sich durch Einsatz einer handelsüb­ lichen Doppelgehrungssäge (z. B. DE 28 11 615 C2), bei der durch Anordnung von zwei zueinander verschiebbaren Sägeeinheiten auf einem gemeinsamen Maschi­ nenbett eine simultane Bearbeitung beider Enden eines Profils möglich ist. Die Pro­ bleme hinsichtlich der erzielbaren Genauigkeiten erhöhen sich durch diese Art der Bearbeitung natürlich ebenfalls. Bei der Ausführungsform der DE 28 11 615 C2 wird ein von einem Elektromotor angetriebenes Kreissägeblatt über einen Schwenkarm von unten durch eine Öffnung in einer Werkstückauflagefläche eines Schwenktisches hindurchgeführt, wobei der Schwenktisch schwenkbar auf einer vorzugsweise ver­ fahrbaren Lagerung angeordnet ist. Hierbei ist der Schwenkarm in einem Schwenk­ rahmen gelagert, der selbst um eine in einer waagerechten Ebene der Werkstück­ auflagefläche und über der Pendelachse des Schwenkarmes liegenden Schwenkachse schwenkbar gelagert ist, wobei der Schwenktisch als Gehäuse für den Schwenkarm ausgebildet ist und seine Schwenkachse durch die senkrecht ste­ hende Anschlagfläche eines mit der Lagerung fest verbundenen Werkstückanschlages verläuft sowie die Schwenkachse des Schwenkrahmens schneidet. Eine derar­ tige Anordnung von Schwenkarm und Schwenkrahmen erlaubt ausschließlich hin­ sichtlich ihrer Größe eng begrenzte Schwenkwinkel, darüberhinaus ist eine automati­ sche Vornahme der Schwenkbewegungen nicht vorgesehen und nur schwierig kon­ struktiv herstellbar. Somit ist der Einrichtungsaufwand einer derartigen handelsübli­ chen Gehrungssäge beträchtlich, ein Bearbeiten von Werkstücken in kleinen Stück­ zahlen äußerst unwirtschaftlich.

Eine nicht gattungsgemäße, jedoch einige Merkmale einer Gehrungssäge der vor­ stehenden Art aufweisende Sägemaschine ist aus der DE 93 07 192 U1 bekannt. Hierbei handelt es sich um eine stationär betriebene Auslegerkreissäge, wie sie oft im Rahmen von Abbundanlagen eingesetzt werden und dort Werkstücke einseitig auf Länge zusägen. Die stationär betriebene Auslegerkreissäge weist einen neben einer Auflageebene für das Werkstück in Höhenrichtung insbesondere vertikal verlaufen­ den Ständer auf, von dem in Querrichtung horizontal ein sich über die Auflageebene des Werkstückes erstreckender Ausleger befindet. An diesem Ausleger kann ein motorbetriebenes Kreissägeblatt zur Durchführung einer rechtwinklig zu seiner Drehachse gerichteten Vorschubbewegung längsbeweglich geführt so angeordnet sein, daß es den Ausleger mit zumindestens einem Abschnitt seines Umfanges nach unten in Richtung zur Auflageebene überragt, wobei der das Kreissägeblatt tragende Ausleger die Durchführung von Schrägschnitten ermöglichend um eine parallel zur Vorschubrichtung des Kreissägeblattes verlaufende Schwenkachse bezüglich der Aufnahmeebene verschwenkbar ist. Hiermit sind mit der Auslegerkreissäge sowohl Gehrungs- als auch Schifterschnitte durchführbar. Besonders nachteilig an dieser Auslegerkreissäge ist jedoch, daß aufgrund der Achskinematik sowie der Anordnun­ gen der bewegten Massen bei nur äußerst begrenzten Schwenkwinkeln eine relativ instabile Ausführung in Form einer C-Gestell-Ausführung mit oben liegendem Ausle­ ger gewählt wurde, womit neben der mangelnden Stabilität insbesondere eine große Schwingungsanfälligkeit einhergeht. Darüberhinaus ergeben sich durch die Anord­ nung des Sägeaggregates an dem horizontalen Ausleger Probleme hinsichtlich der Fertigungsgenauigkeit, da bei einer Durchführung eines Sägeschnittes die Bearbei­ tungskräfte, die im wesentlichen ebenfalls horizontal am Sägeblatt angreifen, den Ausleger auf Torsion beanspruchen. Hierdurch, durch die einwirkenden Massenkräfte und durch die während des Sägevorganges sich veränderten Angriffspunkte der Bearbeitungskräfte entlang des Sägeschnittes wird das Sägeblatt statt einer im wesentlichen linearen Bewegungsbahn einen schraubenförmig gekrümmten Säge­ schnitt durchführen, der den wesentlich höheren Anforderungen an Genauigkeiten beispielsweise im Fassaden- und Fensterbau nicht entspricht. Auch durch eine Versteifung des Auslegers ist diese mangelnde Genauigkeit nicht ausreichend kompen­ sierbar. Darüberhinaus ist durch die gewählte Kinematik und die Anordnung von Nebenaggregaten eine Vornahme kurzer Sägeschnitte, wie sie für gattungsgemäße Sägemaschinen notwendig sind, nicht durchführbar. Würde die Auslegerkreissäge beispielsweise in gattungsgemäßer Weise als eine Doppelsägeeinheit eingesetzt, so müßte für die Vornahme von beidseitig gleichzeitigen Sägeschnitten beispielsweise eines Fensterrahmenteiles jede der Sägeeinheiten z. B. auf einen Gehrungswinkel von 45° eingestellt werden. Ist dies bei großen Längenabmessungen des zu bear­ beitenden Fensterrahmenteiles aufgrund des daraus resultierenden großen Abstan­ des der Sägeeinheiten grundsätzlich noch möglich, so werden in dieser Stellung die zueinander verschwenkten Ausleger der Sägeeinheiten bei kürzeren Fensterrah­ menteilen miteinander kollidieren. Da für den Einsatz einer gattungsgemäßen Dop­ pelgehrungssäge gerade auch derartige Bearbeitungen beispielsweise für Sprossun­ gen, Oberlichter oder dgl. von enormer Bedeutung sind, können derartige Bearbei­ tungsaufgaben mit der Auslegerkreissäge in Doppelanordnung gar nicht vorgenom­ men werden. Eine Durchführung dieser Bearbeitungen durch nacheinander ausge­ führte Sägevorgänge an jedem Ende des Werkstückes ist aus wirtschaftlichen Grün­ den nicht sinnvoll. Die Anordnung des Sägeblattes als von oberhalb der Bearbei­ tungsebene in das Werkstück eingreifendes Werkzeug ruft Probleme bei der Abstüt­ zung des Werkstückes bzw. der Anordnung der Auflageflächen für das Werkstück in Bezug auf das Sägeblatt hervor. Durch die Schwenkbarkeit des Auslegers mit daran angeordnetem Sägeblatt um die Schifterschnitt- und die Gehrungsachse ist, wie auch besonders deutlich in Fig. 3 der DE 93 07 192 U1 zu erkennen, der Eingriffsbe­ reich des Sägeblattes bezogen auf die Auflageflächen 44 freizuhalten, um ein Einsä­ gen des Sägeblattes in die Auflageflächen 44 auch in verschwenkter Stellung sicher zu verhindern. Hierdurch ist aber das Werkstück in diesem abhängig von den zuläs­ sigen Schwenkwinkeln recht großen Bereich ohne sichere Abstützung, eine Abstüt­ zung erfolgt nur durch die seitlich dieses freizuhaltenden Bereiches angeordneten Abschnitte der Auflageflächen 44. Neben der mangelnden Abstützung des Werk­ stückes gegenüber den Bearbeitungskräften hat dieser bei den aus üblicherweise stabilem Stangenmaterial bestehenden Werkstücken einer typischen Auslegerkreis­ säge eher unwichtige Nachteil zur Folge, daß die bei gattungsgemäßen Doppelgeh­ rungssägen bearbeiteten eher labilen Profilmaterialien sehr großen, nicht sicher abgestützten Bearbeitungskräften unterliegen. Ist die Durchführung eines Säge­ schnittes trotzdem möglich, so besteht neben der durch Verformungen des Profiles hervorgerufenen Ungenauigkeit des Sägeschnittes zusätzlich die Gefahr des Säge­ blattbruches durch erhöhte Ratterneigung des profilartigen Werkstückes. Auch ist zur Durchführung eines Sägeschnittes ein ausreichend langes Werkstück erforderlich, das seitlich ausreichend auf den Auflageflächen 44 gehalten werden kann. Deswe­ gen ist insbesondere die Bearbeitung von kurzen Reststücken längerer Profile und das beidseitige Bearbeiten kurzer Werkstücke beispielsweise für Sprossungen, Oberlichter oder dergleichen im Fensterbau nicht möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Sägemaschinen der gattungsge­ mäßen Art dahingehend zu verbessern, daß eine Erhöhung der Qualität der erzielten Sägefläche, insbesondere bezüglich Winkelgenauigkeit und Reproduzierbarkeit und eine hohe Fertigungsvielfalt durch mögliche größere Querabmessung der Werk­ stücke und größere Einstellwinkelbereiche erzielt wird.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Erfindungswesentliches Merkmal der Sägemaschine ist es, daß das Sägeblatt samt Antrieb vertikal verfahrbar an einem Arm gehalten und mit einer ersten linearen Vor­ schubeinheit verbunden ist, dieser Arm beliebig um die horizontal liegende Schifter­ schnittachse des Sägeblattes verschwenkbar und kollinear zu dieser Achse mittels der zweiten linearen Vorschubeinheit verfahrbar ist, wobei Arm und zweite lineare Vorschubeinheit auf einem Schwenkgestell angeordnet sind, das seinerseits um die senkrecht stehende Gehrungsachse drehbar ist. Durch diese Anordnung der Drehachsen und linearen Vorschubeinheiten ist eine Bauweise einer gattungsgemä­ ßen Sägemaschine erzielbar, die bei geringst möglichen zu bewegenden Massen eine günstige Massenverteilung aufweist, durch die eine steife Maschinenkonstruk­ tion mit geringer Schwingungsanfälligkeit erzielbar ist. Darüberhinaus ergibt sich eine auf Umschlag drehbare Sägeeinheit, deren Drehpunkt im Mittelbereich des schwenk­ baren Armes angeordnet und um 360 Grad drehbar ist. Hierbei können neben einer beliebigen Zwischenpositionierbarkeit in jeder Drehstellung insbesondere auch Schwenkwinkel erreicht werden, die mit herkömmlichen Maschinen nicht erzielbar sind, wobei als weiterer Vorteil die Herstellung kürzerer Sägeabschnitte der zu tren­ nenden Werkstücke durch beidseitige Verschwenkbarkeit der Sägeeinheit erzielbar sind. Die Anordnung des Sägeblattes als von unten in den Arbeitsraum eintretendes Werkzeug, das an einem in wesentlichen senkrecht angeordnetem Arm gehalten ist, ruft eine ebenfalls im wesentlichen in Richtung des Armes ausgerichtete Belastung durch die Schnittkräfte hervor, die ohne wesentliche Torsionsbelastung des Armes abgestützt werden kann. Hierdurch ist die Bewegungsbahn des Sägeblattes weitge­ hend von den Bearbeitungskräften unbeeinflußt, die Gestaltung der Armkonstruktion läßt ohne zusätzliche Versteifungen eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit zu. Durch die günstige Massenverteilung und die kompakte Bauweise beispielsweise auch der Lagerungen ist eine sehr genaue Einhaltung der geforderten Sägemaße und -winkel möglich, die darüberhinaus mit geringen Antriebsleistungen der Schwenkachsen und Vorschubeinheiten einhergehen.

Für die Ausführung der Positionier- und Vorschubbewegungen, die zur tatsächlichen Durchführung eines Sägeschnittes erforderlich sind, dienen zwei senkrecht zueinan­ der angeordnete, lineare Vorschubeinheiten, die eine Bewegung in der Ebene des verschwenkten Sägeblattes erlauben. Auch hierbei wird eine Unabhängigkeit der Bewegungen nur durch senkrecht aufeinander stehende Achsen erreicht. Die linearen Achsen zeichnen sich ebenfalls durch hohe Steifigkeit und damit hohe Belastbarkeit durch die auftretenden Schnittkräfte aus. Durch Verwendung hoch­ genauer Führungselemente und fein einstellbarer Antriebsbaugruppen sind zum einen die Vorschubbewegungen gut steuerbar, zum anderen sind die erzielbaren Verfahrwege leicht veränderbar. Hierzu werden die Führungslängen der Vor­ schubeinheiten den Querabmessungen der Werkstücke in Abhängigkeit von den geforderten Schwenkwinkeln angepaßt. Diese Anpassung war bei den handelsübli­ chen Sägemaschinen der gattungsgemäßen Art nur über Verwendung unterschiedli­ cher Sägeblattdurchmesser erzielbar. Dadurch können die technischen Kennwerte einer erfindungsgemäßen Sägemaschine einfach an die Bedürfnisse des Kunden bzw. einer Baukastenkonstruktion angepaßt werden.

Für die Ausführung eines Sägeschnittes muß das Sägeblatt nicht nur verschwenkt und positioniert werden können, es soll auch eine einfache Steuerbarkeit der benö­ tigten Bewegungen möglich sein. Hierzu sollte das Sägeblatt bei seiner Verschwen­ kung in der Zuordnung zum Werkstück zweckgerecht so drehbar angeordnet sein, daß ein Verschwenken 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 Werk­ stückes nicht mehr, nur die Schnittflächenwinkel werden geändert.

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

Eine Sägemaschine besteht jeweils aus einer oder mehreren Sägeeinheiten, die beide auf einem Maschinengestell frei positionierbar angeordnet sind, es ist auch die Kombination einer auf dem Maschinengestell fest montierten Sägeeinheit mit einer frei verschieblich angeordneten Sägeeinheit denkbar.

Jede der genannten Sägeeinheiten besitzt vorteilhaft einen gleichartigen Aufbau, der alle zur Ausführung des Sägens sowie zur Einstellung der Gehrungs- und Schifter­ schnittwinkel notwendigen Bewegungen ermöglicht. Die Zuordnung der Sägeeinhei­ ten für die Längeneinstellung der zu sägenden Werkstücke wird dabei im wesentli­ chen durch die Positionierung der Sägeeinheiten auf dem Maschinenschlitten aus­ geführt.

Zum Ablängen gleichartiger Teile des Werkstückes kann durch wechselseitiges Fixie­ ren des Werkstückes auf geteilten, unabhängig voneinander bewegbaren Auflageflä­ chen, die mit je einer Grundkonsole verfahrbar auf dem Maschinengestell verbunden sind, eine Verschiebung 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 Verfahren der zugeordneten Grundkon­ sole der gespannten Seite auch das Werkstück entlang der Achse des Maschinenge­ stells verschoben werden. 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 Maschinenbett verschiebbaren Grundkonsole, die ein Drehlager trägt, mit dem ein Schwenkgestell alle in der kine­ matischen Kette nachfolgend angeordneten Module um eine Achse senkrecht zur Längserstreckung des Maschinenbettes für die Einstellung des Gehrungswinkels schwenkt. Dieses Schwenkgestell hat vorteilhafterweise seine Ruhelage relativ zum Maschinenbett so, daß das Sägeblatt einen einfachen Kappschnitt unter 90 Grad zur Längserstreckung des Werkstückes ausführen kann. Aus dieser Grundstellung kann sich das Schwenkgestell dann sowohl in der einen als auch in der anderen Dreh­ richtung um jeweils mehr als 90 Grad bewegen. Dadurch wird erreicht, daß die Säge­ einheiten austauschbar sind und jede Sägeeinheit an jedem Ende des Werkstückes arbeiten kann. An dem Schwenkgestell ist eine zweite lineare Vorschubeinheit ange­ ordnet, an deren 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 Schwenkgestells eine verti­ kale Hubbewegung erzeugt. Mit dieser ersten linearen Vorschubeinheit wird eine Konsole entlang des Dreharms derart verschoben, daß sie sich auf den Drehpunkt des Schwenkarms zu oder von ihm wegbewegt. An der Konsole selbst ist nun das Sägeblatt und dessen Antriebseinheit befestigt.

Die Arbeitsweise der Sägeeinheit läßt sich auf folgenden Funktionsablauf zurückfüh­ ren. Geht man davon aus, daß zur Festlegung der Länge des zu sägenden Werk­ stückes 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 definiert, in der das Sägeblatt seine Vor­ schubbewegungen ausführt und die gleichzeitig die Schnittfläche des Werkstückes darstellt. Mit Hilfe der beiden linearen Achsen wird das Sägeblatt dann innerhalb die­ ser Schnittebene durch schnelle Bewegungen relativ zum Werkstück positioniert und anschließend durch gesteuerte Vorschubbewegungen der Schnitt ausgeführt. Die Reihenfolge dieser linearen Bewegungen 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 üblicherweise verwen­ deten kreisförmigen Sägeblatt auch ein vorwiegend längserstrecktes Sägeblatt mit linearer Schnittbewegung und zugehöriger 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 denk­ bar, jedes andere Bearbeitungswerkzeug, das eine dem Sägen ähnliche Bearbeitung durchführt, mit Hilfe dieser Sägeeinheit zu positionieren und zu bewegen. Hier wären vor allen Dingen Einrichtungen 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 Verstelleinrichtungen be­ nutzt, die eine genaue Positions- und Orientierungsausrichtung des Sägeblattes erlauben. Dies ist vor allen Dingen im Hinblick auf den Wechsel der Bearbeitungsein­ heit durch Austausch der gesamten Antriebsbaugruppe von großer Bedeutung.

Der Antriebsstrang für den Antrieb des Sägeblattes besteht aus einer zweistufigen Anordnung von Getrieben, die zum einen die Anpassung von Drehzahl und Dreh­ moment an die jeweiligen Schnittbedingungen erlauben und zum anderen eine kompakte Anordnung des Antriebsmotors 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 Riementrieb mit leicht austauschbaren Riemenschei­ ben, dessen Riemen die Abtriebswelle des Umlenkgetriebes mit der Antriebswelle des Sägeblattes 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 Wandlungsverhältnisses des Riemen­ triebes erreichbar ist. Insbesondere ist es möglich, durch wechselseitigen Tausch der beiden Riemenscheiben eine gegengleiche Änderung von Antriebsmoment und An­ triebsdrehzahl des Sägeblattes zu bewirken. Dies ist insofern besonders interessant, als in Abhängigkeit von dem zu sägenden Material 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 veränderbaren 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 Werk­ stücke gesägt werden können, die große Abmessungen senkrecht zur Längser­ streckung des Maschinenbettes aufweisen. Dies ist innerhalb gewisser Grenzen selbst dann gewährleistet, wenn sehr steile Gehrungs- oder Schifterschnittwinkel eingestellt sind. Hierfür sind vornehmlich die Bewegungslängen der Achsen sowie die Längen der Gestellbauteile ausschlaggebend.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der Ausführung der Vorschubbewegungen durch die linearen Achsen deshalb, weil durch Positionier- und Vorschubbewegungen das Sägeblatt immer so zum Werkstück positioniert werden kann, daß die Schnitt­ kraftrichtung belastungsgerecht liegt. Durch diese belastungsgerechte Ausführung, vorzugsweise mit einer senkrechten Komponente auf die Auflageflächen des Werk­ stückes, 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 aufgenom­ men werden können. Das Werkstück wird damit üblicherweise im Gegenlauf bear­ beitet.

Für den praktischen Einsatz ist es neben der gesonderten Abdeckung der Führungen aller Achsen besonders vorteilhaft, daß die Antriebselemente für die linearen Vor­ schubeinheiten und die Drehachsen innerhalb der Gestellbauteile angeordnet sind und dadurch weitgehend gegen Schmutz und Späne geschützt werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sägemaschine wird anhand der beigefügten Zeichnung erläutert.

Es zeigt:

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

Fig. 2 eine einzelne Sägeeinheit mit allen Bewegungseinrichtungen und daran angebrachtem kreisförmigen Sägeblatt,

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

Fig. 1 zeigt eine Gesamtübersicht der erfindungsgemäßen Sägemaschine 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 Bewe­ gungsrichtung 5 parallel zur Haupterstreckungsrichtung des Maschinengestells 1 verfahrbar ist. Die Führungsvorrichtungen 2 sind dabei geschützt unter einer Abdeckung 11 angebracht, so daß Schmutz und aufgrund des Sägeprozesses ent­ stehende 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 Linearbewegungen ermöglichen. Auf der Grundkonsole 38 ist schwenkbar angeordnet ein winkelförmiges Schwenkgestell 12, das eine Drehbe­ wegung 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 Vorschubeinheit 17, die eine Verschie­ bung der nachfolgenden Elemente der kinematischen Kette entlang der Bewegungs­ richtung 8 ermöglicht. An einer Kopfseite der zweiten Vorschubeinheit 17 ist ein Arm 26 drehbar gelagert angebracht, der eine Schwenkbewegung entlang der Drehrich­ tung 9 ermöglicht. Dies ist die Achse der Schifterschnittbewegung 9.

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

In Fig. 2 ist eine Ausschnittsvergrößerung der Sägeeinheit 4 dargestellt. Anhand dieser Ausschnittsvergrößerung wird im folgenden die Funktionsweise der Sägeein­ heit 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 Bewegungsachsen der Sägeeinheit benötigt werden.

Zur richtigen Positionierung des kreisförmigen Sägeblattes 36 relativ zum Werkstück, das in der Fig. 2 nicht dargestellt ist, muß das Schwenkgestell 12 um die Geh­ rungsachse 7 sowie der Schwenkarm 26 um die Schifterschnittachse 9 gedreht wer­ den. Diese sowie alle linearen Positionierungen werden in der Regel programmge­ steuert von einer in der Fig. 2 nicht dargestellten Steuerung vorgenommen. 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 Bewegungsrichtung der zweiten linearen Vorschubeinheit 17 entlang der Verschieberichtung 8 ebenfalls senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung 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 dieser Mittellage geschwenkt, so sind damit alle nachfolgenden Elemente der kinematischen Kette ebenfalls um diese 30 Grand mitverschwenkt worden, da sie an der mitverschwenk­ ten zweiten Vorschub-einheit 17 befestigt sind.

Zur Einstellung des Winkels 9 für den Schifterschnitt, hier beispielsweise eine Schwenkung um 45 Grad, wird der Schwenkarm 26 entlang seiner Drehachse 9 in die gewünschte Richtung gedreht. Damit verdrehen sich wiederum alle in der kine­ matischen Kette nachfolgenden Elemente wie der Flansch 32 für die Sägekonsole, die Sägekonsole 40 sowie die daran angebrachten Antriebselemente 33, 34, 35 und 42 des kreisförmigen Sägeblattes 36.

Das kreisförmige Sägeblatt 36 bzw. seine Rotationsachse 10 beschreiben jetzt die Ebene, in der das Sägeblatt 36 das nicht dargestellte Werkstück 41 durchtrennen kann.

Die Ausführung der für den Sägevorgang benötigten Positionierungs- und Vorschub­ bewegungen wird durch die zweite lineare Vorschubeinheit 17 sowie die erste lineare Vorschubeinheit 32, hier dargestellt 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 kreisförmi­ gen Sägeblattes 36 erforderlichen Antriebselementen 33, 34, 35 und 42 angebracht. Diese definierte Schnittstelle macht einen kompletten Wechsel der Bearbeitungsein­ heit, hier des kreisförmigen Sägeblattes 36, gegen eine andere gleichartige Bearbei­ tungseinheit möglich.

Fig. 3 zeigt nun für das Ausführungsbeispiel die wichtigsten konstruktiven Bauele­ mente, die Anwendung finden. Die Grundkonsole 38 läuft auf den Führungsvorrich­ tungen 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 dargestellten 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 Führungsele­ mente 21 der ersten Vorschubeinheit 17 befestigt. An diesen Führungselementen 21 kann die zweite Vorschubeinheit 17 entlang der linearen Bewegungsachse 8 ver­ schoben werden. Der Antrieb für diese Verschiebung erfolgt über einen Antriebsmo­ tor 18 der zweiten Vorschubeinheit 17, die über ein Getriebe 19 eine Antriebsspindel 20 verdreht. Diese Antriebsspindel 20 greift in eine am vertikalen Schenkel 16 des Drehgestells befestigte Spindelmutter 22 und setzt damit die Drehbewegung der An­ triebsspindel 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 Schneckenantrieb 25 und einen hier nicht dargestellten Antriebsmotor verdreht. Damit verdreht sich der an der Drehachse 23 befestigte Schwenkarm 26 aus seiner Ruhestellung und verdreht wie­ derum 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 Antriebsmotor 27 der ersten Vorschubeinheit 32, die über ein Getriebe 28 wiederum eine Antriebsspindel 29 verdreht, die eine mit dem Flansch der Sägekonsole 32 fest verbundene Spindelmutter 30 linear antreibt. Durch Verwen­ dung einer geeigneten Verzahnung im Getriebe 28 und/oder einer integrierten feder­ betätigten 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 Sägekonsole 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 Riementriebes 42, z. B. durch Austausch der Riemenscheiben bzw. Umsetzen der Riemenscheiben, kann das Sägeblatt in seiner Schnittgeschwindigkeit und in seinem Antriebsmoment den jeweiligen Schnittanforderungen angepaßt werden.

Bei durchgeführter Schwenkung des kreisförmigen Sägeblattes 36 um die Geh­ rungsachse 7 und die Schifterschnittachse 9 wird der Sägeschnitt mit Hilfe der Bewegungseinrichtungen der zweiten Vorschub-einheit 17 sowie der ersten Vor­ schubeinheit 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 Line­ arachse 17 der zweiten Vorschubeinheit soweit ausgefahren, daß das Werkstück 41 horizontal zwischen dem kreisförmigen Sägeblatt 36 und dem Schwenkarm 26 zu liegen kommt. Bildlich gesprochen wird mit Hilfe der Linearachse 17 das Sägeblatt unter um das Werkstück 41 in eine hintergreifende Stellung herumgefahren. 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 Antriebsmotors 27 vertikal nach oben gefahren. Diese Positionierbewegung ist beendet, sobald der Umfangskreis des kreisförmigen Sägeblattes 36 so positio­ niert ist, daß ein vollständiges Durchtrennen des Werkstückes 41 bei einer folgenden horizontalen Vorschubbewegung der zweiten Vorschubeinheit 17 gewährleistet ist. Anschließend fährt die zweite Vorschubeinheit 17 wieder zurück in ihre Ausgangsstellung, wobei das Werkstück 41 gesägt wird. Durch diese Art der Schnittführung legt das Werkstück auf einer ausreichenden Länge an den Auflageflä­ chen 37 an und wird gegen die Schnittkräfte abgestützt. Es ist prinzipiell auch eine Umkehrung der Bewegungsverhältnisse der Linearachsen denkbar (zweite Vor­ schubeinheit 17 dient zum Positionieren, erste Vorschubeinheit 32 führt den Schnitt aus), doch ist hierbei die Richtung der Schnittkräfte gegen die nicht dargestellten Spannmittel gerichtet. Hierdurch ist die Abstützung des Werkstückes 41 nicht mehr so gut wie beim zuerst geschilderten Verfahren. Prinzipiell können auch beide li­ nearen Bewegungsachsen (17, 32) gleichzeitig an der Ausführung der Schnittbewe­ gung beteiligt werden.

Claims (17)

1. Sägemaschine, aufweisend

• - ein Maschinengestell (1),
• - eine oder mehrere Sägeeinheiten (3, 4), die auf dem Maschinengestell (1) fest und/oder linear frei positionierbar angeordnet sind,
• - Positionier- (37) und Spanneinrichtungen für ein zu bearbeitendes Werkstück (41),
• - Schwenkvorrichtungen (13, 23) an jeder Sägeeinheit (3, 4) für die Ein­ stellung der Winkel je eines Sägeblattes (36) zur Ausführung eines Gehrungsschnittes sowie eines Schifterschnittes aus jeweils getrenn­ ten, in jeder Lage zueinander senkrecht angeordneten Drehachsen (7, 9), die sich in einem Punkt schneiden, der gleichzeitig der Schnittpunkt von einen Anschlagwinkel bildenden Flächen (37) für die Anlage des Werkstückes (41) ist,
• - einer Antriebseinheit (33) für jedes Sägeblatt (36), und
• - einer Vorschubeinrichtung für jedes Sägeblatt (36), bei der für die Posi­ tionierung und den Vorschub innerhalb der Schneidebene des Säge­ blattes (36) gesonderte, senkrecht zueinander angeordnete, lineare Vorschubeinheiten (17, 31) vorhanden sind,

dadurch gekennzeichnet, daß das Sägeblatt (36) samt Antrieb (33, 34, 35, 42) vertikal verfahrbar an einem Arm (26) gehalten und mit der ersten linearen Vorschubeinheit (31) verbunden ist, der Arm (26) beliebig um die horizontal liegende Schifterschnittachse (9) des Sägeblattes (36) verschwenkbar 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) angeord­ net sind, das seinerseits um die senkrecht stehende Gehrungsachse (7) dreh­ bar ist.

2. Sägemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkgestell (12) auf einer Grundkonsole (38) um die senkrechte Geh­ rungsachse (7) verschwenkbar gelagert ist, die auf dem Maschinengestell (1) verfahrbar angeordnet ist.

3. Sägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkgestell (12) winkelförmig mit einem horizontalem Schenkel ausgebildet ist, an dessen freiem Ende die Gehrungsachse (13) angeordnet ist und daß auf dem oberen Ende eines vertikalen Schenkels (16) Führungen (21) für die zweite lineare Vorschubeinheit (17) vorhanden sind.

4. Sägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite lineare Vorschubeinheit (17) die horizontal liegende Drehachse (23) trägt, auf der an der Kopfseite der zweiten linearen Vorschubeinheit (17) der Schwenkarm (26) drehbar gelagert ist, an dem Führungen (31) vorgese­ hen sind, an denen eine Konsole (40) der ersten linearen Vorschubeinheit (32) verfahrbar angeordnet ist.

5. Sägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontal liegende Schifterschnittachse (9) um einen Winkel von ca. 360° verschwenkbar ist.

6. Sägemaschine nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste (32) und die zweite (17) lineare Vorschubeinheit freie Bewegungslängen aufweisen, die ein Unterfahren des Werkstückes (41) mit dem Sägeblatt (36) bis in eine hintergreifende Stellung erlauben.

7. Sägemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage­ flächen (37), an denen das Werkstück (41) positioniert und gespannt wird, ortsfest am Maschinengestell (1) angebracht sind.

8. Sägemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage­ flächen (37), an denen das Werkstück (41) positioniert und gespannt wird, in Einzelabschnitten an jeder Sägeeinheit (3, 4) angebracht sind und durch syn­ chronisierte Bewegung der Sägeeinheiten (3, 4) das Werkstück (41) in defi­ niertem Zustand auf den einzelnen Abschnitten aufliegt.

9. Sägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch biege- und verwindungssteife Ausführung von Lagerungen und die Ausführung der Gestellbauteile in Kastenbauweise.

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

11. Sägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 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.

12. Sägemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebselemente (28, 29, 20, 19, 20, 22) für die linearen Vor­ schubeinheiten (17, 32) und die Drehachsen (13, 23) innerhalb der Gestellbauteile angeordnet sind.

13. Sägemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Säge­ blatt (36) kreisförmig ist.

14. Sägemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Säge­ blatt hauptsächlich längserstreckt ist und eine lineare Schnittbewegung aus­ führt.

15. Sägemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (33) des Sägeblattes (36) über ein Umlenkgetriebe (34) vor­ zugsweise ein Kegelradgetriebe, einen Riementrieb (42) antreibt, an dessen Abtriebswelle (35) das Sägeblatt (36) drehbar befestigt ist.

16. Sägemaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß insbeson­ dere ein Tausch der beiden austauschbar angeordneten Riemenscheiben des Riementriebes (42) eine gegengleiche Änderung von Antriebsmoment und Antriebsdrehzahl bei gleichbleibender Leistung bewirkt.

17. Sägemaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 15, dadurch gekennzeich­ net, daß der Antriebsmotor (3) des Sägeblattes (36) drehzahlregelbar ist.