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Vorrichtung für Werkzeugmaschinen mit hin-und hergehendem Werkzeug, wie Bügel- sägemaschinen od. dgh, zum zusätzlichen Belasten des Werkzeuges beim Arbeitshub
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für Werkzeugmaschinen mit hin-und hergehendem Werkzeug, wie Bügelsägemaschinen od. dgl., zum zusätzlichen Belasten des Werkzeuges beim Arbeitshub, bei welcher diese zusätzliche Belastung in bekannter Weise vermittels eines durch eine Reibscheibe und einen Reibkörper hervorgerufenen Reibungsmomentes bewirkt wird.
Bei den bisher bekannten Andrückvorrichtungen wird der Reibkörper radial an die Reibscheibe gedrückt, u. zw. während des ganzen Hubes (Vor-und Rücklaufbewegung), so dass der Sägeantrieb ständig durch das Reibungsmoment belastet wird, was die Antriebsleistung der Säge vergrössert, die Schnittleistung der Säge vermindert wird und eine sehr starke Abnutzung der Reibungsglieder mit sich bringt, zumal diese Glieder mit grossem Hub arbeiten müssen, nachdem eine Entspannung niemals eintritt.
Vorliegende Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Reibkörper tangential zur Reibscheibe bewegbar ist und mit in Abhängigkeit von den Hin-und Herbewcgungen des Werkzeuges arbeitenden Steuermitteln derart auf Bewegung verbunden ist, dass der Reibkörper unter zwangläufiger Führung sowohl seines zur Reibscheibe jeweilig auflaufenden, als auch seines von der Reibscheibe jeweilig ablaufenden Stückes durch die Steuerung zu Beginn des Arbeitshubes des Werk- zeuges eine Vorlaufbewegung im Belastungssinn ausfuhrt und hiebei in Reibungsschluss mit der
Reibscheibe kommt, während er am Ende des
Arbeitshubes eine Rücklaufbewegung im Ent- lastungssinn ausführt und hiebei ausser Reibungs- schluss mit der Reibscheibe gebracht wird.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung sind somit die Bewegungen des Reibkörpers zu und von der Reibscheibe vollkommen zwangläufig ; das
Reibungsmoment steigt am Beginn des Arbeits- hubes von Null ausgehend auf einen bestimmten
Wert an, der während des Arbeitshubes bestehen bleibt und am Ende dt's Arbeitshubes auf den
Nullwert wieder herabsinkt. Demnach sind auch die ausgeführten Bewegungen der Reibungs- flächen besonders klein, jedenfalls nur so gross, als sie für das angestrebte Reibungsmoment gerade notwendig sind.
Der mit der Reibscheibe zusammenwirkende Reibkörper kann entweder aus einem oder mehreren in sich starren Körper mit Anzugfläche, etwa nach der in der österr. Patentschrift Nr. 165706 für eine Abhebevorrichtung geschützten Art, z. B. einem oder mehreren keilförmigen Reibbacken, einer Unrundscheibe, einem Klemmgesperre u. dgl. bestehen oder aber ein um die Scheibe verlaufendes Bremsband sein, dessen Enden an ungleich langen Armen eines zweiarmigen durch die Steuermittel betätigten Hebels derart angreifen, dass der längere Hebelarm mit dem im Belastungssinn ablaufenden Stück des Bremsbandes zusammenwirkt.
Bei diesen nach Art einer Differentialbremse ausgebildeten Reibungsmittel wird genau so wie bei einem starren, tangential zur Reibscheibe bewegten Reibkörper mit Anzug sowohl das jeweilig von der Reibscheibe ablaufende als auch das jeweilig zur Reibscheibe auflaufende Stück des Reibkörpers zwangläufig geführt und gesteuert, so dass der Verlauf des Reibungsmomentes bei jedem Arbeitshub zwangläufig immer der gleiche ist und das Werkzeug am Ende des Arbeitshubes vom Reibungsmoment vollkommen entlastet wird, nachdem dieses auf den Wert Null sinkt.
Eine weitere Verbesserung der erfindunggemässen Vorrichtung besteht darin, dass sie aus einer Reibscheibe mit mindestens zwei Reibkörpern besteht, die tangential zur Reibscheibe beweglich gelagert und mit in Abhängigkeit von den Hin-und Herbewegungen des Werkzeuges arbeitenden Steuermitteln derart in Verbindung stehen, dass die Reibkörper unter zwangläufiger Führung sowohl ihres zur Reibscheibe jeweilig auflaufenden, als auch ihres von der
Reibscheibe jeweilig ablaufenden Stückes durch die Steuerung abwechselnd entgegengesetzt ge- richtete, aus je einer Vorlauf-und einer Rücklauf- bewegung bestehende Tangentialbewegungen ausführen und hiebei am Beginn jeder Vorlaufbewe- gung in Reibungsschluss, am Ende der Rücklauf- bewegung ausser Reibungsschluss mit der Scheibe gebracht werden.
Es sind zwar Vorrichtungen zum Belasten der Säge beim Arbeitshub und zum Entlasten der Säge beim Rückhub bekannt. Bei diesen kommen aber Federkräfte zur Wirkung, die mittels eines Exzentern gesteuert werden. Dieser Ex-
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zenter ergibt, wie jede Kurbelbewegung, einen sinusförmigen Bewegungsverlauf. Vom Beginn des Hubes an wachsen also die Federkräfte bis zu einem Maximum und nehmen bis zum Ende des Hubes wieder ab. Demgegenüber erfolgt bei der erfindungsgemässen Ausbildung der Andrück-und Abhebevorrichtung das Anwachsen der wirkenden Kräfte zu Beginn des Hubes ziemlich rasch. Die Kräfte bleiben dann während des Hubes konstant und nehmen erst am Ende des Hubes wieder ab.
Zudem ist die Steuerung des Werkzeuges im Andrück-und Abhebesinn eine vollkommen zwangläufige und daher vollkommen betriebssichere, im Gegensatz zu der bekannten Andrück-und Abhebevorrichtung mit Federn, wo die letzteren ein Maschinenelement darstellen, das bekanntlich leicht zu Betriebsstörungen neigt, insbesondere wenn, wie es bei diesen bekannten Vorrichtungen der Fall ist, das Federelement immer wieder überspannt werden muss, um eine fast über die ganze Hublange sich erstreckende Anhebe-bzw. Andrückkraft zu erhalten.
Auch bei der kombinierten Andrück-und Abhebevorrichtung gemäss der Erfindung können die Reibkörper wieder aus einem oder mehreren in sich starren Körpern, von der in der österr.
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letztgenannter Ausführung der Reibkörper ist es zweckmässig, die Enden der Bremsbänder an ungleich langen Armen je eines zweiarmigen, durch die Steuermittel betätigten Hebels derart angreifen zu lassen, dass der längere Arm des einen Hebels mit dem im Belastungssinn ablaufenden Stuck des einen Bremsbandes und der längere Arm des anderen Hebels mit dem im Entlastungsinn ablaufenden Stück des anderen Bremsbandes zusammenwirken.
Was die Steuermittel zur Herbeiführung der Reibungsmomente und der Reibungsschlüsse anbelangt, so besteht eine einfache Ausfuhrung derselben aus einer gemeinsamen Kurvenscheibe und zwei an diametral gegenüberliegenden Stellen derselben angreifenden Steuerorganen, die mit den Reibungskörpern auf Bewegung verbunden sind.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungbeispiele der Vorrichtung gemäss der Erfindung in der beispielsweisen Anwendung bei Bügelsägemaschinen veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Vergrosserung und Regelung des Vorschubdrukkes, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Andrücken des Werkzeuges beim Vorlauf und zum Abheben desselben beim Rückhub. Fig. 3 ist eine schematische Dar-
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mit Mitteln zum Regeln des Vorschubhubes, Fig. 4 veranschaulicht in einem Schaubild den Verlauf des Drehmomentes am Sägeträger während einer Umdrehung der Antriebswelle.
In Fig. l stellt 1 den Sägebügel mit dem eingespannten Sägeblatt 2 als das hin-und hergehende Werkzeug dar, wobei der Richtungspfeil A den Arbeitshub und der Richtungspfeil B den Rückhub andeutet. Der Sägebügel 1 gleitet mit den Führungen 3 auf dem Sägeträger 4, welcher mit einer Reibscheibe 5 starr gekuppelt ist. Reibscheibe 5 und Sägeträger 4 sind auf der Antriebswelle 6 frei schwenkbar gelagert. Die Antriebswelle 6 trägt in bekannter Weise eine Kurbel 7, welche über die Pleuelstange 8 è \ Sägebügel 1 hin-und herbewegt.
Auf der Antriebswelle 6 sitzt als Steuerorgan starr mit dieser gekuppelt eine Kurvenscheibe 15, die mittels der Rolle 21 einen Arm 17 betätigt, der mit einem zweiarmigen Hebel 18, 19 drehfest verbunden ist. 16 ist eine Federt, welche das vorgenannte Hebelwerk 17, 18, 19 entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen versucht und damit die Rolle 21 an die Kurvenscheibe 15 andrückt. Die Enden der beiden ungleich langen Hebelarme 18, 19 sind mit den Enden eines über die Reibscheibe 5 gelegten Bandes 20 verbunden, u. zw. derart, dass das im Uhrzeigersinn von der Scheibe 5 ablaufende Stück des Bandes 20 mit dem längeren Arm 18 zusammenwirkt, während das in diesem Sinne auflaufende Stück des Bandes 20 am kleineren Hebelarm 19 angreift.
Die Kurvenscheibe 15 ist derart ausgebildet, dass das Band 20 zu Beginn des Arbeitshubes in der gezeigten Pfeilrichtung verschoben wird und durch die Spannung im Band das in Richtung des Vorschubdruckes wirkende Reibungsmoment anwächst. Der Vorschubdruck wird verstärkt und hält so lange an, bis am Ende des Arbeitshubes die Spannung im
Band 20 zufolge der Ausbildung der Steuer- organe nachlässt und das Band 20 eine kleine rückläufige Bewegung ausführt.
Das Ende 23 des Bandes 20 ist an dem Hebel- arm 18 derart angelenkt, dass es durch die Schraube
22 mehr oder weniger gespannt werden kann, wodurch sich in einfacher Weise eine Regel- möglichkeit für den durch das Band 20 erzeugten zusätzlichen Vorschubdruck ergibt.
Fig. 2 zeigt eine Einrichtung, die beim Vorlauf des Werkzeuges dieses zusätzlich belastet und beim Rücklauf ein Abheben des Werkzeuges vom
Werkstück gewährleistet. Zu diesem Zwecke sind um die Reibscheibe 5 zwei Bremsbänder 14 und 20 gespannt, von denen das erstere zum Ab- heben des Werkzeuges und das zweite zum
Andrücken des Werkzeuges dient. Das Brems- band 14 ist mit seinen beiden Enden an die ungleich langen Arme 12, 13 eines Hebels an- gelenkt, der mit einem Hebelarm 10 in drehfester
Verbindung steht. Das Ende des Hebels 10 trägt eine Rolle 21, die mit einer Kurvenscheibe 15 ähnlicher Art als die gemäss Fig. l zusammenwirkt.
Das zweite Bremsband 20 ist mit seinen Enden an die ungleich langen Arme 18, 19 eines Hebels angelenkt, der drehfest mit einem Hebelarm 17 verbunden ist. Der Hebelarm 17 trägt am freien
Schwingende eine Rolle 21. Die Berührungs- punkte der beiden Rollen 21 mit der Kurven-
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scheibe 15 liegen diametral gegenüber. Mithin steuert die Kurvenscheibe 15 sowohl das Bremsband 20 als auch das Bremsband 14. Diese diametral gegenüberliegende Anordnung der Steuerrollen 21 ermöglicht auch die Anordnung einer einzigen Feder 24, welche die erforderliche Anpresskraft der Rollen 21 an die Kurvenscheibe 15 erzeugt. Durch eine Stellschraube 22 lässt sich die Spannung im Band 20 regeln und durch eine Schraube 25 kann die Spannung im Band 14 eingestellt werden.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist das im Belastungssinn (mit vollen Linien gezeichnete Pfeilrichtung) von der Reibscheibe 5 ablaufende Stück des Bremsbandes 20 an den längeren Arm 18 des einen Differentialhebels angelenkt, während an das im Entlastungssinn (strichliert gezeichneter Pfeil in Fig. 2) von 5 ablaufende Stück des Bremsbandes 14 der längere Hebelarm 13 des bezüglichen Differentialhebels angreift. Mithin werden bei den hin-und hergehenden Bewegungen der Säge abwechselnd Reibungsmomente im entgegengesetzten Sinn erzeugt, je nachdem, mit welcher Rolle 21 der Nockenteil der Steuerkurve 15 zusammenwirkt.
Beim Vorlauf des Werkzeuges (Arbeitshub A) betätigt der Nocken die Rolle 21 des Hebels 17, 18, 19 und bewirkt eine Verschwenkung desselben im Uhrzeigersinn, was genau so wie in Fig. 1 ein das Werkzeug zusätzlich belastendes Reibungsmoment ergibt.
Am Ende des Arbeitshubes wird durch rückläufige Bewegung des genannten schwingenden Systems das Reibungsmoment zwischen 5 und 20 Null und durch das Zusammenwirken der Steuerkurve 15
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gesetzten Sinn erzeugt, das ein Abheben der
Säge 2 vom Werkstück bewirkt.
In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsmöglichkeit zur Regelung der Spannung im Band 20 gezeigt.
Zu diesem Zwecke ist der Drehpunkt 26 des
Hebels 17, 18, 19 verschieblich angeordnet, u. zw. ungefahr in Richtung zur Drehachse der Scheibe 5.
Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verschiebung des Hebeldrehpunktes 26 durch
Verdrehung eines Hebels 27, der um den festen
Punkt 28 verschwenkbar ist. Durch Verdrehung des Hebels 27 wird die Spannung im Bande 20 verändert und dadurch die Grösse des Vorschub- druckes geregelt. Da es sich hiebei nur um sehr kleine Verschiebungen des Punktes 26 handelt, bleibt die damit verbundene Lageänderung der
Rolle 21 gegenüber der Kurvenscheibe 15 ohne
Belang. In gleicher Weise wie vorliegend beim
Band 20 veranschaulicht, kann auch der Drehpunkt des Hebels 10, 12, 13 für das die Ab- hebung des Werkzeuges bewirkende Band 14 durch einen Hebel verstellbar sein, um die Höhe des Abhubes der Säge über die Schnittfläche z' ; regeln.
Fig. 4 veranschaulicht in einem Schaubild den
Verlauf der an der Reibscheibe 5 und somit am
Sägeträger wirkenden Drehmomente während einer Umdrehung der Kurbelachse. Auf der positiven Momentenachse sind nach oben die Momente des Vorschubdruckes, auf der negativen Achse nach unten die Momente entgegen dieser Richtung aufgetragen. Die strichpunktierte Linie D zeigt den Verlauf des Vorschubdruckmomentes, welches unter dem Einfluss des Gewichtes des Sägeträgers und Sägebügels entsteht und demnach konstant bleibt. Die strichlierte Linie E zeigt den Verlauf des Momentes, welches durch den Reibungsschluss der Bänder 14 und 20 mit der Reibscheibe 5 entsteht, wobei das während des Arbeitshubes M erzeugte Moment positiven Wert und das während des Rückhubes N erzeugte, entlastend wirkende Moment negativen Wert besitzt.
Die stark ausgezogene Linie F gibt schliesslich das Summenmoment der beiden Momente D und E an, wobei der Punkt H den Zeitpunkt des Abhebens und der Punkt S den des Aufsetzens der Säge auf die Schnittfläche anzeigt. Aus dem Momentenverlauf während des Arbeitshubes lässt sich der Vorschubdruck bestimmen.
Natürlich gibt es neben den vorstehend beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Beispielen noch andere Ausführungsvarianten.
So kann beispielsweise die als Steuerorgan dienende Scheibe 15 neben der Antriebswelle angeordnet und durch ein entsprechendes Triebwerk mit dieser verbunden sein. Auch muss die Reibscheibe keinesfalls auf der Antriebswelle konzentrisch zu dieser sitzen ; es kann sich vielmehr als konstruktiv zweckmässig erweisen, sie an einer anderen Stelle der Säge anzuordnen und mit dem Sägeträger durch ein geeignetes Triebwerk, z. B. Zahnräder, Kettentrieb, Kurventrieb od. dgl. zu verbinden.
Des weiteren können der oder die mit der Reibscheibe zusammenwirkende Reibkörper auch in Form eines oder mehrerer starrer
Körper ausgebildet sein, die in einer geeigneten
Führung tangential zum Umfang der Reibscheibe geführt und mit einer schrägen Anlauffläche versehen sind, die beim Verschieben des Reib- körpers an der Reibungsscheibe aufläuft und diese im entsprechenden Sinn durch Reibung mitnimmt, sei es um das Werkzeug zusätzlich zu belasten oder das Werkzeug beim Rückhub zu entlasten.
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