DE444231C - Maschine zum Schneiden von Metall - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Schneiden von Metall nach einer Schablone, wobei der Schneidbrenner und eine Führungsrolle zum Umfahren der Schablone an dem Oberteil eines Kreuzschlittens angeordnet sind, dessen Unterteil auf parallelen Schienen rollt. Die Erfindung bezweckt eine solche Ausbildung von Maschinen dieser Art, daß ein zuverlässiger Betrieb bei bequemer Bedienung und Auswechselbarkeit der Schablone erzielt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß der Kreuzschlitten leicht abhebbar auf seinen Schienen angeordnet und die Masse seines Oberteils und der von ihm getragenen Teile so verteilt wird, daß ihr Schwerpunkt stets zwischen den senkrechten, durch die Führungsschienen verlaufenden Ebenen liegt. Damit der Kreuzschlitten den beim Umfahren der Schablone durch die Führungsrolle auftretenden Verschiebungskräften sicher zu folgen vermag, empfiehlt es sich, die Führungsrolle so anzuordnen, daß sie stets zwischen den senkrechten Ebenen liegt, welche durch die parallelen Schienen gelegt werden, auf welchen der Kreuzschlittenoberteil läuft, und daß ihre Achse außerdem auch stets zwischen den senkrechten Ebenen liegt, die durch die Führungsschienen für den Unterteil gelegt werden.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung werden zum Umfahren der Schablone zwei motorisch angetriebene Führungsrollen vorgesehen, die sich gegen die Kanten der Schablone von entgegengesetzten Seiten anlegen und sich in entgegengesetzten Richtungen drehen unter Kupplung durch ein Differentialgetriebe, wodurch die mittlere Rollengeschwindigkeit, welche für die Verschiebungsgeschwindigkeit des Schneidbrenners maßgebend ist, im wesentlichen unveränderlich bleibt, was von günstigem Einfluß auf die Gleichmäßigkeit der Trennschnitte im Werkstück ist.

Eine Ausführungsform der Maschine ist durch die Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigen

Abb. ι den Grundriß, wobei die Maschine als auf einer Unterlage ruhend dargestellt ist, welche auch die Musterschablone trägt, und wobei zugleich neben der Maschine ein Teil eines Werkstückes dargestellt ist, das durch den Schneidbrenner bearbeitet wird,

Abb. 2 eine Seitenansicht der Maschine, wobei einzelne Teile, darunter das Werkstück, im senkrechten Schnitt dargestellt sind,

Abb. 3 einen senkrechten Schnitt in wesentlich größerem Maßstabe nach der Linie 3-3 der Abb. 2,

Abb. 4 ein Bruchstück der Unteransicht von in Abb. 3 dargestellten Teilen.

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Mit ι ist eine feste Unterlage bezeichnet, auf welcher ein Schienenstrang 2, 3 ruht. Die Schienen 2, 3 sind vorzugsweise, wenn auch nicht notwendig, mit Längsnuten 4, 5 auf ihrer Oberseite versehen. Von der Unterlage 1 wird ein Kreuzschlitten getragen, dessen Unterschlitten 6 mit Rädern auf den Schienen 2, 3 läuft. Der Schlitten 6 ist mit Lagerarmen 7, 8 versehen, worin eine Welle 9 gelagert ist, die an entgegengesetzten Enden Räder 10, 11 trägt. In einem weiteren Paar von Lagerarmen 12, 13 des Schlittens sind Achszapfen eingesetzt, welche Räder 14, 15 tragen. Die Räder 10 und 14 laufen auf der Schiene 2 und die Räder 11 und 15 auf der Schiene 3. Wenn die Schienen, wie oben erwähnt, mit Längsnuten versehen sind, dann werden die Schlittenräder vorzugsweise an ihren Umfangen mit Rippen ausgerüstet, wie solche bei 16 angedeutet sind, die in die Schienenrillen eingreifen' und so eine Querverschiebung der Räder gegenüber den Schienen verhindern.

Der Schlitten 6 trägt ein Paar zueinander parallele Schienen 17, 18, welche ebenfalls vorzugsweise mit Längsnuten 19 versehen sind. Die Schienen 17, 18 laufen rechtwinklig zu den Schienen 2, 3. Der Oberschlitten 21 der Kreuzschlittenanordnung ist mit Lagern für Wellen 22, 23 versehen, an deren entgegengesetzten Enden Räder 24, 25 angeordnet sind. Diese Räder sind an den Radumfängen mit Rippen 26 versehen, welche in die Nuten 19, 20 der Schienen eingreifen, um die richtige Lage des Schlittens zu den Schienen zu sichern. Der Oberschlitten 21 kann sich somit in einer wagerechten Ebene bewegen. Auf den Schienen 2, 3 kann eine Mehrzahl von Kreuzschlittenanordnungen Platz finden. An dem linksseitigen Ende des Oberschlittens 21 sitzt ein Auslader 27 mit Haltern 28, 29, in welche eine Stange 30 eingesetzt ist, die in den Haltern durch Schrauben 31 in gewünschter Lage festgestellt wird.

An ihrem äußeren Ende trägt die Stange 30 einen Halter 32, der mit einer aufrechtstehenden Führungshülse 33 für eine senkrecht verschiebbare Stange 34 versehen ist, welche in einer beliebigen Einstellage durch eine Schraube 35 gesichert ist. Die Stange.34 trägt an ihrem unteren Ende einen Halter 36, der bei 37 gelenkig mit der Tragestange verbunden ist und durch eine Klemmschraube 38 in einer beliebigen Einstellage gesichert ist. In den Halter 36 ist eine Stange 39 eingesetzt, welche in dem Halter vermittels einer geeigneten Klemmschraube festgestellt wird und die ihrerseits einen Halter 40 trägt, welcher den Rohrkörper 41 eines Schneidbrenners umfaßt, der in die Düse 42 ausläuft. Die Gaszufuhr zum Schneidbrenner erfolgt durch die Rohre 43, 44. Die Stange 30 ist so lang, daß der Schneidbrenner weit genug von dem Kreuzschlitten der Maschine abgerückt wird, damit dieser durch die Elammenhitze nicht leidet, Mit 45 ist ein Tisch bezeichnet, der vorzugsweise in einer etwas tieferen Lage als der Maschinenuntersatz ι liegt und auf dem das zu bearbeitende Werkstück 46 ruht. Für gewöhnlich wird das Werkstück wagerecht auf den Tisch 45 aufgelegt, und wenn das der Fall ist, dann wird der Schneidbrenner mit Hilfe der verschiedenen Einstellorgane sorgfältig so eingestellt, daß seine' Achse genau senkrecht zur oberen Fläche des Werkstückes steht.

Um das Gewicht des Schneidbrenners und der denselben tragenden Organe auszugleichen, ist auf der gegenüberliegenden Seite des den Brenner tragenden Oberschlittens ein Hohlzapfen 47 vorgesehen, in den eine Stange 48 eingesetzt ist, die wagerecht gerichtet ist und ein einstellbares Gegengewicht 49 trägt. Die Einstellung des Gegengewichts wird dem Abstand des Schneidbrenners von dem Mittelpunkt des Schlittens entsprechend geregelt, so daß die vier Räder des Oberschlittens mit dem gleichen Druck auf den Gleitschienen ruhen.

Im Mittelteil des Schlittens 21 ist eine Öffnung 50 vorgesehen (Abb. 3), welche zweckmäßig von einer auf den Schlitten 21 aufgelegten Verschleißplatte 51 umschlossen wird. Die Verschleißplatte 51 oder die Bodenplatte des Schlit-•tens 21 selbst, wenn eine Verschleißplatte nicht angewandt wird, ist mit einem rohrförmigen Führungsteil 54 auf ihrer Unterseite versehen, welche durch die Öffnung 50 im Schlittenkörper hindurchragt. Oberhalb der Verschleißplatte 51 ist konzentrisch zur Öffnung 50 eine drehbare Platte 53 gelagert. Ein Armkreuz mit einer Mehrzahl von radial gestellten Armen 56, welche mit ihren inneren Enden in einen Ring 56" fest eingesetzt sind, trägt lose auf die Arme 56 aufgesetzte Räder oder Rollen 57, auf welchen die drehbare Platte 53 ruht. Anstatt dieser Lagerung der Platte 53 könnten auch gegenüberliegende Flächen der Verschleißplatte 51 und der Platte 53 mit Nuten zur Aufnahme von Kugeln behufs Bildung eines Kugellagers für die Platte 53 versehen sein, wodurch ebenfalls der Zweck erreicht sein würde, daß sich die Platte 53 um die Achse der Öffnung 50 frei in beliebiger Richtung zu drehen vermag. Auf der Platte 53 sitzt ein Lagerarm 58, an dem ein Elektromotor gelagert ist, dem der Strom durch nicht auf der Zeichnung dargestellte biegsame Kabel zugeführt wird. Die Welle 60 dieses Motors ist mit einer Schnecke 61 versehen, welche in Eingriff mit einem Schneckenrad 62 steht, welches das Gehäuse 63 eines Differentialgetriebes trägt. Dieses Gehäuse und das Schneckenrad sind ihrerseits vermittels Achszapfen 64, 65 in Lagerstücken 66, 68 bzw. 67, 69 gelagert, wobei die Lagerstücke selbst an einem Lagerarm 70 des Drehtisches 53 sitzen. Die Anordnung ist so, daß sich das Schneckenrad 62 und das Gehäuse 63 in einer vertikalen Ebene zu drehen vermögen.

In dem Gehäuse 63 sind Kegelräder 71 und 72 gelagert, welche sich frei um eine Welle 73 drehen können und in Zahneingriff mit Kegelrädernstehen, welche von den inneren Enden der Wellen 64, 65 getragen werden und mit den Kegelrädern 71, 72 zusammen ein symmetrisches Differentialgetriebe bilden. Die Wellen 64 und 65 tragen außerdem Kegelräder 74 und 75, welche in Zahneingriff mit Kegelrädern 76 und 77 stehen, die auf den oberen Enden von Wellen 78 und 79 sitzen, deren untere Enden in Lageröffnungen des drehbaren Tisches 53 eingesetzt sind und Stirnräder 80, 81 tragen.
Die Zahnräder 80, 81 stehen in Eingriff mit Zahntrieben 82, 83, die auf die oberen Enden

, von Wellen 84, 85 fest aufgesetzt sind, welche in der oberen Abschlußplatte 86 einer Gleitbuchse 87 gelagert sind, die sich in der Hülse 54 führt. Eine Verdrehung des Tisches 53 gegenüber der Buchse 87 ist durch eine Zapfen- und Schlitzverbindung 88, 89 verhindert.

An ihren unteren Enden sind die Wellen 84, 85 in einem Kopfstück 90 gelagert, welches in die untere Mündung der Buchse 87 eingesetzt ist.

Dieses Kopfstück ist mit einem seitlichen Flansch 91 versehen, welcher einen Träger für ein ringförmiges Gewicht 92 bildet. Dieses Gewicht ist vorzugsweise mit einer inneren Aussparung 93 versehen, in welche das untere Ende der Führungshülse 54 einzutreten vermag, wenn die Buchse 87 mit dem Gewicht angehoben wird.

Die untere Stirnfläche des Kopfstückes 90 ist

mit Rollenlagern 95 versehen, während die unteren Enden der Wellen 84 und 85 Rollen 96 und 97 tragen, deren obere Stirnflächen sich gegen die Drucklager stützen, so daß die Rollen 96, 97 mit dem Gewicht des Kopfstückes 90 und dem Ringgewicht 92 in achsialer Richtung belastet sind.

Die Rollen 96 und 97 sind unten kegelig zugespitzt, wobei die Kegelflächen 98, 99 vorzugsweise gerauht oder gerändelt sind und dazu bestimmt sind, in Anlage mit gegenüberliegenden Kanten eines Schablonenstreifens P zu treten.

Da die Schablone nur einer geringen Abnutzung oder Druckbeanspruchung unterliegt, so kann sie leicht aus verhältnismäßig weichem Stoff, wie z. B. Blei, Kupfer oder gehärteter Faser, bestehen.

Vorzugsweise ist ein Gehäuse 101 zur Umschließung des Motors und des Differentialgetriebes vorgesehen.

Der Betrieb gestaltet sich so, daß das Werkstück 46 auf den Tisch 45 und der Schablonenstreifen P auf den Tisch 1 aufgelegt werden. Der Antriebsmotor wird dann angelassen. Der Schneidbrenner wird entzündet und die Buchse 87 gesenkt, so daß die Kegelflächen der Rollen 96 und 97 in Anlage mit gegenüberliegenden Kanten der Schablone P gelangen. Durch den Motor werden vermittels der beschriebenen Einrichtung die Rollen 96 und 97 in entgegengesetzten Richtungen gedreht, was zur Folge hat, daß sie sofort anfangen, entlang den Kanten der Schablone zu wandern und dadurch den Schlitten 21 in einer durch die Umrißform der Schablone bestimmten Richtung zu verschieben. Da der Schneidbrenner starr mit dem Schlitten 21 verbunden ist, und da keine gegeneinander verschiebbaren Teile zwischen den Führungsrollen 88, 89 und dem Schneidbrenner liegen, so wird der Schneidbrenner gezwungen, in seiner Bewegungsbahn die Umrißlinie der Schablone genau nachzubilden und somit durch die Masse des Werkstücks entlang einer Linie zu schneiden, welche eine getreue Nachbildung der Umrißlinie der Schablone ist, wie in Abb. 1 bei 100 angedeutet.

Wenn sich die Führungsrollen 98, 99 innerhalb von Winkeln der Schablone und um Spitzen herum bewegen, dann bewirkt das zwischen Motor und Führungsrollen eingeschaltete Differentialgetriebe, daß die mittlere Fortschreitungsgeschwindigkeit der Führungsrollen, welche sich auf den Schlitten überträgt, im wesentlichen gleichbleibt, obwohl die Geschwindigkeit einer oder der anderen Rolle über die mittlere Normalgeschwindigkeit ansteigt oder unter diese sinkt. Auf diese Weise wird der Schneidbrenner ununterbrochen mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegt, unabhängig von der Zahl und der Größe der Unregelmäßigkeiten in der Umrißlinie des Musterstücks, so daß weder ein Überschreiten der für eine normale Schneidwirkung erforderlichen Geschwindigkeit des Schneidbrenners noch ein Unterschreiten dieser Geschwindigkeit eintritt.

Dadurch, daß die Führungsrollen auf dem frei drehbaren Tisch 53 in der beschriebenen Weise gelagert werden, ist es möglich gemacht, daß die Rollen scharfen Kurven der Schablone folgen können, ohne daß ein ungleichmäßiger Seitenschub zwischen Rollen und Schablone auftritt, und da die Rollen an senkrecht verschiebbaren Wellen sitzen und unter Gewichtsbelastung stehen und außerdem nach unten kegelig verjüngt sind, so haben sie Neigung, sich mit Druck gegen die Ränder der Schablone zu legen, so daß sie der Form der Schablone stets genau folgen und jede Krümmungsänderung der letzteren mitmachen, ohne dabei jedoch einen wesentlich senkrechten Druck auf den Schlitten zu übertragen. Da die Rollen außerdem sehr klein gehalten werden können, so können sie den Kurven der Schablone mit Genauigkeit folgen und auf diese Weise auch den Schneidbrenner genau führen. Wenn es gelegentlich notwendig wird, den Betrieb der Maschine zu unterbrechen, so hat man nur nötig, die Buchse 87 hochzuheben, wodurch zugleich die Rollen 96 und 97 außer Eingriff mit den Rändern der Schablone gebracht werden und demgemäß auch

die Bewegung des Schlittens unterbrochen wird.

Obwohl es zweckmäßig ist, eine Schablone in Form eines Streifens zu benutzen, wie ein solcher auf der Zeichnung dargestellt ist, und diesen Streifen zwischen das Führungsrollenpaar einzulegen, so ist es doch klar, daß gewünschtenfalls die Schablone auch von zwei zueinander parallelen Streifen gebildet werden könnte, die

ίο sich gegen die Außenseiten der Rollen legen, oder daß die Schablone aus einer Nut in einer Platte bestehen könnte, mit deren gegenüberliegenden Rändern die Rollen in Eingriff zu bringen wären.

Anstatt zweier Führungsrollen, die in entgegengesetzten Richtungen gedreht werden, könnte man auch nur eine Rolle benutzen, indem man sich ausschließlich auf den Seitendruck verläßt, der an der Berührungsstelle zwischen dieser einzigen Rolle und der Schablone sich einstellt, und mit Hilfe dieses Seitendrucks den gewünschten Reibungseingriff zwischen Rolle und Schablone erzeugen, der notwendig ist, um den Kreuzschlitten und den Schneidbrenner in der Bahn der Umrißlinie der Schablone zu bewegen.

Claims (11)

1. Patentansprüche:

   i. Maschine zum Schneiden von Metall nach einer Schablone, wobei ein in einer Ebene nach allen Richtungen beweglicher Kreuzschlitten vorgesehen ist, dessen Unterteil auf parallelen Schienen rollt und dessen quer zu diesen auf dem Unterteil geführter Oberteil eine Führungsrolle nebst Antrieb zum Umfahren der Schablone und in bestimmtem Abstand hiervon einen Schneidbrenner trägt, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung, daß der Schwerpunkt des Oberteils (21) samt dem auf diesem angeordneten Antrieb der Führungsrolle stets zwischen den senkrechten, durch die Führungsschienen (2, 3) für den Unterteil (6) verlaufenden Ebenen liegt und die Führung auf den Schienen (2, 3) kraftschlüssig und lediglich durch Schwerkraft erfolgt, so daß der Kreuzschlitten (6, 21) frei äbhebbar, aber fest auf den Schienen ruht.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberteil (21) mit Rollen (24,25) auf parallelen Schienen (17,18) des Unterteils (6) ruht und die Führungsrolle für die Schablone zwischen den senkrechten, durch diese Schienen verlaufenden Ebenen angeordnet ist.
3. 3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Führungsrolle für die Schablone stets zwischen den senkrechten Ebenen liegt, die durch die Führungsschienen (2, 3) für den Unterteil (6) verlaufen.
4. 4. Maschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrolle senkrecht zu der Bewegungsebene des Kreuzschlittens frei beweglich gelagert ist, um sie von der Schablone abheben zu können, ohne dabei den Schlitten anheben oder die Schablone verrücken zu müssen.
5. 5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der Schablone (P) folgende Führungsrolle (98 oder 99) nach unten kegelförmig zugespitzt ist und mit dieser Fläche durch Gewichtsdruck gegen den Rand der Schablone gepreßt wird.
6. 6. Maschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herbeiführung der Druckberührung zwischen Führungsrolle (98) und Schablone (P) ein frei bewegliches Gewicht (92) vorgesehen ist, welches die Rolle in Richtung ihrer Drehachse gegen die Schablone drückt.
7. 7. Maschine nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone (P) aus einem weicheren Stoffe als Stahl besteht und eine Randbegrenzung besitzt, welche senkrecht zu der Bewegungsebene des Universalschlittens steht.
8. 8. Maschine nach Anspruch 7 mit um parallele Achsen drehbaren Führungsrollen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei motorisch angetriebene Führungsrollen (98, 99) vorgesehen sind, die sich an entgegengesetzten Seiten gegen die Kanten der Schablone (P) legen und in einander entgegengesetzten Richtungen drehen.
9. 9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Führungsrollen (98, 99) nach unten kegelig zugespitzt sind und unter achsial wirkender Druckbelastung an der Schablone anliegen.
10. 10. Maschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Führungsrollen (98, 99) durch ein Differentialgetriebe (71, 72, 73) miteinander gekuppelt sind, wodurch die mittlere Geschwindigkeit der Rollen im wesentlichen gleich gehalten wird, wenn die Rollen über Kurvenabschnitte der Schablone (P) hinweggehen.
11. 11. Maschine nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (59) für die Führungsrollen (98, 99) nebst dem Getriebe auf einem frei drehbaren Tisch (53) gelagert ist, der von dem Kreuzschlitten getragen wird, um den Führungsrollen (98, 99) zu ermöglichen, scharfen Biegungen der Schablone (P) zu folgen.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.