DE3238809C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkstückspannvorrichtung für Metallsägemaschinen nach dem Oberbegriff der Patent­ ansprüche 1 und 5 (DE-OS 14 27 247).

Beim Sägen von Werkstücken aus Metall werden innere Span­ nungen frei, was dazu führt, daß sich der Schnittspalt ab einer gewissen Tiefe verengt, so daß das Sägeblatt eingeklemmt wird und dadurch Schäden an den Antriebs- und Führungselemen­ ten und am Sägeblatt selbst auftreten. Dieser nachteiligen Ver­ engung des Schnittspaltes kann bei einer Werkstückspannvorrich­ tung nach der DE-OS 14 27 247 nur unzureichend durch das Auf­ bringen großer Einspannkräfte entgegengewirkt werden.

Es sind bereits zahlreiche Spannvorrichtungen für Metall­ sägemaschinen vorgeschlagen worden, die außer einer siche­ ren Halterung des Werkstücks ein Verengen des Schnittspal­ tes verhindern sollen, um während des Sägevorganges ein Festklemmen des Sägeblattes auszuschließen. Bei einer durch die DE-PS 26 41 255 bekannten Spannvorrichtung wird eine Verengung des Schnittspaltes während des Sägens dadurch ver­ mieden, daß mit den Spannbacken am Werkstück neben der nor­ malen Einspannung ein Drehmoment erzeugt wird, das den inne­ ren Kräften, die den Spalt verengen, entgegenwirkt. Dieses im Öffnungssinne auf den Schnittspalt im Werkstück wirkende Drehmoment wird durch Spannzylinder aufgebracht, die auf zwei beiderseits des Sägeblattes angeordnete bewegliche Spannbacken wirkt. Jede Spannbacke besteht aus einem Unter­ teil, an dem der zugeordnete Spannzylinder angreift, und einem Oberteil, das an seiner dem Werkstück zugekehrten Fläche eine Spitze oder Schneide aufweist und mittels des Spannzylin­ ders gegen eine auf der gegenüberliegenden Seite des Werk­ stücks angeordnete feste Spannbacke gedrückt wird. Die Oberteile der beiden Spannbacken sind gegen die Kraft einer Rückstellfeder in Führungen der Unterteile verschieb­ bar, wobei die Führungen unter einem Winkel von 45 bis 75° zur Zustellrichtung der beweglichen Spannbacken verlaufen und zueinander spiegelbildlich sind. Bei Betätigung der Spannzylinder werden über die in das Werkstück eindringen­ den Schneiden der Spannbackenoberteile außer den Spannkräf­ ten parallel zur Schnittebene Öffnungskräfte senkrecht zur Schnittebene auf das Werkstück übertragen, die zusammen mit den Spannkräften die den Schnittspalt beim Sägen offen­ haltenden Dreh- bzw. Biegemomente bewirken.

Die wesentlichen Nachteile dieser bekannten Spann­ vorrichtung sind darin zu sehen, daß die Zylinderkräfte der Spannzylinder sehr groß sein müssen, um einerseits die erforderlichen Einspannkräfte und andererseits die im Öffnungssinne auf den Schnittspalt im Werkstück wirkenden Drehmomente zu bewirken, und daß nur eine instabile Ein­ spannung des Werkstücks erreicht wird.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Werkstückspannvorrichtung für Metallsägemaschinen zu entwickeln, die bei Anwendung verhältnismäßig kleiner Ein­ spannkräfte ein sicheres Festspannen des Werkstückes er­ möglicht und ein Verengen des Sägeschnittspaltes vermeidet.

Ausgehend von einer Werkstückspannvorrichtung der ein­ gangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe durch zwei gleich­ wertige Ausführungsformen mit den Merkmalen der Patentan­ sprüche 1 und 5 gelöst.

Die Kniehebelbetätigung und die Exzenterspannhebelbe­ tätigung des jeweils am abzusägenden Werkstückteil anliegen­ den Spannbockes ermöglichen eine sichere Halterung des Werkstücks und vermeiden eine Verengung des Schnittspal­ tes bei im Vergleich zu den bekannten Werkstückspannvor­ richtungen erheblich verringerten Spannkräften. Mit den neuen Spannvorrichtungen ist ein Abschneiden kleiner Teil­ stücke ebenso möglich wie das genaue Durchsägen am Schnitt­ ende.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der beiden in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung in der Draufsicht,

Fig. 2 eine ausschnittsweise Draufsicht des zweiten Ausführungsbeispiels und

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 in vergrößerter Darstellung.

Bei den beiden beschriebenen Ausführungsbeispielen sind gleiche oder ähnliche Bauteile durch gleiche Bezugs­ zeichen gekennzeichnet.

Die Spannvorrichtung 1 für eine Kreissägemaschine zum Zersägen metallischer Werkstücke 2 weist als Haupt­ bauteile zwei Spannbacken 3, 4 auf, die auf der dem Säge­ blatt 5 abgewandten Längsseite eines Rollganges 6 zum Zu­ führen der Werkstücke beidseits der Schnittebene 7-7 an­ geordnet und durch hydraulische Spannzylinder 8, 9 senk­ recht zur Vorschubrichtung a des Werkstückes 2 zustell­ bar sind, sowie auf der dem Sägeblatt 5 zugewandten Seite des Rollganges 6 am Maschinengestell 10 beidseits der Schnittebene 7-7 beweglich angeordnete Spannböcke 11, 12 mit einer Kniehebelbetätigung.

Der Kniehebel 15 zur Kraftbeaufschlagung der Spann­ böcke 11, 12 ist mit seinem Kniegelenk 16 an der Kol­ benstange 18 eines hydraulischen Spannzylinders 17 be­ festigt, dessen Wirkungsrichtung senkrecht zur Schnitt­ ebene 7-7 verläuft und der am Maschinengestell 10 an­ gelenkt ist. Die beiden einarmigen Hebel 19, 20 des Kniehebels 15 sind mit ihren dem Kniegelenk 16 abge­ wandten Enden mit senkrechtem Abstand 21 von der Schnitt­ ebene 7-7 am Maschinengestell 10 und am Spannbock 11 angelenkt, der im Bereich der Wirkungsrichtung der Spannkraft S des Spannzylinders 8 der Spannbacke 3 durch ein bewegliches Widerlager in Form einer Stütz­ lasche 22 am Maschinengestell 10 abgestützt ist, die mit dem Spannbock 11 und dem Maschinengestell 10 ge­ lenkig verbunden ist. Ein Führungslenker 23, der am Maschinengestell 10 angelenkt ist, greift am Verbin­ dungsgelenk 24 von Kniehebel 15 und Spannbock 11 an.

Die Spannfläche der Böcke 11, 12, die mit dem Roll­ gangsrücken 6 a fluchtet, ist in Stegflächen 25 aufge­ teilt, um eine möglichst große spezifische Flächenpres­ sung zwischen Spannbock 11 und Werkstück 2 und eine entsprechend große Haftreibung zu erreichen. Beim Zer­ sägen von Werkstücken aus weicheren metallischen Werk­ stoffen ist die Spannfläche der Böcke 11, 12 zweckmäßig durchgehend ausgebildet, um Beschädigungen des Werkstüc­ kes zu vermeiden.

Zum Absägen eines Teiles 2 a von dem Block 2 wird die­ ser durch Betätigen der Spannzylinder 8, 9 zwischen den Spannbacken 3, 4 und den Spannböcken 11, 12 festgeklemmt. Nach dem Ansägen wird der Spannzylinder 17 der Kniehebel­ betätigung beaufschlagt, dessen Druckkraft durch den Knie­ hebel 15 verstärkt wird. Die über den Hebel 19 des Knie­ hebels 15 und den Spannbock 11 auf das abzusägende Teil 2 a des Blockes 2 übertragene Spannkraft B teilt sich in die Kraftkomponente B 1 auf, die parallel zur Schnittebene 7-7 wirkt, sowie die Kraftkomponente B 2, die senkrecht zur Schnittebene 7-7 verläuft. Durch die Spannkraftkomponente B 1 wird mit Bezug auf den in der Schnittebene 7-7 gelegenen Bezugspunkt A ein Drehmoment B 1 × b und durch die Spannkraftkomponente B 2 ein Drehmoment B 2 × c erzeugt, die auf den abzusägenden Blockteil 2 a wirken und sich zu einem Öffnungsmoment M addieren, das den Schnittspalt 28 beim Durchsägen des Blockes 2 offenhält und das durch den Spann­ bock 12 sowie ggf. den Rollgangsrücken 6 a aufgenommen wird. Gleichzeitig zieht der Spannbock 11 den abzuschneidenden Blockteil 2 a mit der Öffnungskraft B 2 vom Sägeblatt 5 weg. Der Kniehebel 15 mit dem Führungslenker 23 und die im obe­ ren Totpunktbereich sich bewegende Stützlasche 22 sorgen für eine kontrollierte kleine Bewegung des Spannbockes 11 senkrecht zur Schnittebene 7-7 und in Richtung zum abzu­ schneidenden Blockteil 2 a hin. Beim Durchsägen des Blockes 2 bewegt sich der in der Schnittebene 7-7 angenommene Bezugs­ punkt A in Richtung auf die Spannbacken 3, 4.

Die Spannvorrichtung ermöglicht ein stabiles Spannver­ halten des Werkstückes, da nur mit einem Spannbock, der am abzusägenden Teil des Werkstückes anliegt, der Sägespalt offengehalten werden kann. Je nachdem, ob der Anfang oder das Ende des Werkstückes abgesägt werden soll, wird der Spannbock 11 oder der Spannbock 12 betätigt.

Sollen beide Spannböcke 11, 12 mittels der Knie­ hebelbetätigungen am Werkstück 2 angelegt werden, kann dies mittels einer Wegmessung der Spannböcke oder einer mechanischen bzw. hydraulischen Gleichlaufsteuerung der Spannböcke erfolgen, um einen stabilen Spannzustand des Werkstückes zu erreichen.

Durch eine Verstellung des Verbindungsgelenkes 26 zwi­ schen dem Spannzylinder 17 für den Kniehebel 15 und dem Ma­ schinengestell 10 senkrecht zur Schnittebene 7-7 sowie eine Verstellung des Verbindungsgelenkes 27 zwischen dem Knie­ hebel 15 und dem Maschinengestell 10 parallel zur Schnitt­ ebene 7-7 können die Öffnungskräfte B 1 und B 2 verändert und dadurch das auf den Schnittspalt 28 wirkende Öffnungsmo­ ment M eingestellt werden. Die Verstellung der Verbindungs­ gelenke 26, 27 kann z. B. durch Distanzstücke erfolgen.

In Abänderung des beschriebenen Ausführungsbeispiels können jeweils zwei Kniehebel 15 zur Betätigung der Spann­ böcke 11, 12 hintereinander angeordnet werden. Ferner be­ steht die Möglichkeit, die Spannzylinder 17 der Knie­ hebelbetätigungen gegen eine Federeinrichtung, die eine mechanische, hydraulische oder pneumatische Feder aufwei­ sen kann, zu ersetzen, so daß die Öffnungskräfte B 1 und B 2 als Reaktionskräfte zu den Spannkräften S der Spannbacken 3, 4 bewirkt werden.

Bei der Spannvorrichtung 29 nach den Fig. 2 und 3 wird zur Betätigung der Spannböcke 11, 12 ein Exzenter­ spannhebel 30 verwendet, der mittels eines Bolzens 31 in einem am Maschinengestell 10 angeordneten Lagerbock 32 mit einem senkrechten Abstand 21 von der Schnittebene 7-7 schwenkbar gelagert ist. Ein am Maschinengestell 10 ange­ lenkter Spannzylinder 17 greift am einen Arm 30 a des Spann­ hebels 30 an. Der andere Spannhebelarm 30 b weist zwei zur Schwenkachse 33-33 des Hebels 30 exzentrisch angeordnete Zahnkranzsegmente 34, 35 auf, die deckungsgleich mit Ab­ stand am Ende des Hebelarms 30 b angeordnet sind und mit zwei am äußeren Ende des Spannbockes 11 angebrachten Zahn­ stangen 36, 37 in Eingriff stehen. Zwischen den beiden Zahnkranzsegmenten 34, 35 ist ein Ringsegment 38 mit einer gewölbten Spannfläche 39 gebildet, die mit einer ebenen Gegenfläche 40 zwischen den Zahnstangen 36, 37 am Spann­ bock 11 zusammenwirkt. Der Radius der gewölbten Spann­ fläche 39 des Exzenterhebels 30 entspricht dem Teilkreis­ radius der Zahnkranzsegmente 34, 35.

Die Spannböcke 11, 12 sind mit ihrem der Schnittebene 7-7 zugewandten Ende über ein bewegliches Widerlager am Maschinengestell 10 abgestützt, das durch eine am Maschi­ nengestell 10 angebrachte drehbare Rolle 41 und eine am Spannbock 11 bzw. 12 befindliche Auflagefläche 42 gebil­ det wird.

Durch Betätigen des Spannzylinders 17 der Spannvor­ richtung 29 wird eine Zugkraft auf den Exzenterspann­ hebel 30 ausgeübt, derart, daß über die Spannfläche 39 des Hebels 30 und die Gegenfläche 40 am Spannbock 11 bzw. 12 eine Spannkraftkomponente B 1 parallel zur Schnittebene 7-7 und über den Zahnstangentrieb 34, 35, 36, 37 eine Kraftkomponente B 2 senkrecht zur Schnittebene 7-7 auf das abzusägende Blockteil 2 a wirkt und die Kraftkomponenten B 1, B 2 ein Öffnungsmoment M auf den Schnittspalt 28 beim Durchsägen des Blockes 2 ausüben.

Claims (7)

1. Werkstückspannvorrichtung für Metallsägemaschinen mit an den Längsseiten einer Zuführeinrichtung bzw. der Werkstückauflage angeordneten Spannbacken, wobei zwei senkrecht zur Vorschubrichtung des Werkstücks hydraulisch betätigbare Spannbacken auf der dem Sägeblatt abgewandten Seite der Werkstückauflage beidseits der Schnittebene und zwei Spannbacken auf der dem Sägeblatt zugewandten Seite der Werkstückauflage am Maschinengestell beidseits des Sägeblattes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei beidseits des Sägeblattes (5) am Maschinengestell (10) angebrachten Spannbacken längliche bewegliche Spannböcke (11, 12) mit je einer Betätigungseinrichtung umfassen, die Betätigungseinrichtung an dem der Schnittebene (7-7) abgelegenen Ende der Spannböcke (11, 12) angreift, zur Erzeugung eines auf dem Schnittspalt (28) im Werkstück (2) wirkenden Öffnungsmomentes (M), die Betätigungseinrichtung für die Spannböcke (11, 12) einen Kniehebel (15) aufweist, wobei die Kniehebelbetätigung für die Spannböcke (11, 12) über einen hydraulischen Spannzylinder (17) erfolgt, dessen Wirkungsrichtung senkrecht zur Schnittebene (7-7) verläuft und der am Maschinengestell (10) angebracht ist, sowie der Kniehebel (15) mit zwei einarmigen Hebeln (19, 20) versehen ist, deren Kniegelenk (16) an der Kolbenstange (18) des Spannzylinders (17) angeordnet ist und deren dem Kniegelenk (16) abgewandte Enden mit einem senkrechten Abstand (21) von der Schnittebene (7-7) am Maschinengestell (10) und am Spannbock (11) angelenkt sind, der im Bereich der Wirkungsrichtung der Spannkraft (S) des Spannzylinders (8) für den Spannbock (11) durch ein bewegliches Widerlager am Maschinengestell (10) abgestützt ist und daß ein Führungslenker (23) am Verbindungsgelenk (24) von Kniehebel (15) und Spannbock (11) angreift und am Maschinengestell (10) angelenkt ist sowie daß das bewegliche Widerlager des Spannbockes (11) durch eine Stützlasche (22) gebildet ist, die mit dem Spannbock (11) und dem Maschinengestell (10) gelenkig verbunden ist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verstellbarkeit des Verbindungsgelenkes (26) zwischen dem Spannzylinder (17) für den Kniehebel (15) und dem Maschinengestell (10) senkrecht zur Schnittebene (7-7) und/oder des Verbindungsgelenkes (27) zwischen Kniehebel (15) und Maschinengestell (10) parallel zur Schnittebene (7-7) zur Einstellung des Öffnungsmomentes (M).

3. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kniehebelbetätigung der Spannböcke (11, 12) zwei hintereinander angeordnete Kniehebel (15) aufweist.

4. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Austausch der Spannzylinder (17) der Kniehebel (15) gegen eine Federeinrichtung, die eine mechanische, hydraulische oder pneumatische Feder aufweist.

5. Werkstückspannvorrichtung für Metallsägemaschinen mit an den Längsseiten einer Zuführeinrichtung bzw. der Werkstückauflage angeordneten Spannbacken, wobei zwei senkrecht zur Vorschubrichtung des Werkstücks hydraulisch betätigbare Spannbacken auf der dem Sägeblatt abgewandten Seite der Werkstückauflage beidseits der Schnittebene und zwei Spannbacken auf der dem Sägeblatt zugewandten Seite der Werkstückauflage am Maschinengestell beidseits des Sägeblattes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei beidseits des Sägeblattes (5) am Maschinengestell (10) angebrachten Spannbacken längliche Spannböcke (11, 12) mit je einer Betätigungseinrichtung umfassen, die Betätigungseinrichtung an dem der Schnittebene (7-7) abgelegenen Ende der Spannböcke (11, 12) angreift, zur Erzeugung eines auf den Schnittspalt (28) im Werkstück (2) wirkenden Öffnungsmomentes (M), die Betätigungseinrichtung für die Spannböcke (11, 12) einen Exzenterspannhebel (30) aufweist, wobei am einen Hebelarm (30 a) des schwenkbar im Maschinengestell (10) gelagerten Spannhebels (30) ein am Maschinengestell (10) angelenkter Spannzylinder (17) angreift und daß der andere Spannhebelarm (30 b) zwei exzentrisch zur Schwenkachse (33-33) des Hebels (30) angeordnete Zahnkranzsegmente (34, 35) aufweist, die deckungsgleich mit Abstand am Ende des Hebelarms (30 b) angebracht sind und mit zwei am äußeren Ende des Spannbockes (11) angebrachten Zahnstangen (36, 37) in Eingriff stehen, und daß zwischen den beiden Zahnkranzsegmenten (34, 35) ein Ringsegment (38) mit einer gewölbten Spannfläche (39) gebildet ist, die mit einer ebenen Gegenfläche (40) zwischen den Zahnstangen (36, 37) am Spannbock (11) zusammenwirkt.

6. Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der gewölbten Spannfläche (39) des Exzenterhebels (30) dem Teilkreisradius der Zahnkranzsegmente (34, 35) entspricht.

7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfläche der Böcke (11, 12) in Stegflächen (25) aufgeteilt ist.