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Titel: Verfahren zum Schneiden und Vorrichtung zum
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Steuern des Sägebandvorschubes bei Bandsägemaschinen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Schneiden und eine Vorrichtung zum Steuern des Sägebandvorschubes
bei Bandsägemaschinen.
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Der Stand der Technik und die Erfindung werden im folgenden am Beispiel
einer Horizontalbandsägemaschine erläutert, die Erfindung ist jedoch nicht nur bei
Horizontalbandsägemaschinen, sondern auch bei Vertikalbandsägemaschinen anwendbar.
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Die bekannten Horizontalbandsägemaschinen haben einen Grundrahmen
oder ein Maschinenbett, auf dem ein oder mehrere-Werkstücke in Stellung gebracht
und festgeklemmt werden. Im Sägeaggregat läuft ein biegsames, endloses Sägeband
um zwei Sägebandrollen, von denen die eine angetrieben ist und das Sägeband antreibt.
Das Sägeband wird im Sägeaggregat in der Schneidzone, wo der Schnitt erfolgt, von
zwei Sägebandführungen gleitend gehalten und derart geführt, daß seine Schneidkante
senkrecht nach unten gerichtet ist, so daß das Sägeband in das zu zersägende Werkstück
einschneiden kann.
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Das Sägeaggregat wird von einem Hydromotor vom Maschinenbett
abgehoben
und auf dieses abgesenkt, wobei es um einen Zapfen auf- und niederschwenkt oder
längs eines oder mehrerer vertikal angeordneter Führungssäulen auf- und abbewegt
wird. Hierbei wird das Sägeaggregat bei jedem Schneidzyklus zunächst angehoben und
dann auf den Grundrahmen abgesenkt, damit das um die Sägebandrollen umlaufende,
angetriebene Sägeband das Werkstück zersägen kann, das auf dem Grundrahmen in Stellung
gebracht und eingespannt wurde.
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Bei den bekannten Bandsägemaschinen der oben beschriebenen Art liegt
eine Schwierigkeit darin, daß das Sägeband infolge seiner Flexibilität unter dem
Schneidwiderstand oft ausgelenkt wird und nicht in die zu sägenden Werkstücke einschneidet.
Hierbei wird das Sägeband insbesondere dann ausgelenkt, wenn schwierig zu schneidende
Werkstoffe, wie nicht-rostende Stähle oder Metallegierungen geschnitten werden sollen,
die im allgemeinen hart und zäh sind und die meistens einem Härteprozeß unterworfen
werden. Wenn das Sägeband ausgelenkt wird und nicht in die Werkstücke einschneiden
kann, gleitet es über die zu schneidenden Werkstücke und verkratzt diese nur, ohne
eine Schneidwirkung auszuüben mit der Folge, daß sich im Schnittspalt der Werkstücke
infolge Werkstückhärtung eine harte Schicht bildet. Diese Nachteile bei bekannten
Bandsägemaschinen führen nicht nur zu einer geringen Schnittleistung und einer schlechten
Schneidgenauigkeit, sondern haben auch eine kurze Lebensdauer des Sägebandes, eine
stärkere Vibration und ein lauteres Geräusch beim Schneiden zur Folge.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des Sägebandvorschubes in Bandsägemaschinen
zu schaffen, mit dem das Sägeband sicher in die Werkstücke vorgeschoben werden kann
und mit dem ein Kratzen ohne Schneidwirkung
vermieden und eine längere
Standzeit des Sägeblattes und eine höhere Schneidgenauigkeit bei geringerer Vibration
und Geräuschentwicklung auch bei schwer zu scllne~idenden Materialien erreicht wird.
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Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen gekennzeichneten Merkmalen
gelöst.
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Der intermittierende Sägebandvorschub gegen die zu schneidenden Werkstücke
hat den Vorteil, daß Sägespäne zwischenzeitlich ausgeräumt werden und die Spitzen
des Sägebandes immer wieder von neuem von oben her auf das zu zersägende Werkstück
treffen. Hierdurch wird ein sauberer Schnitt erzielt und etwa entstehende Vibrationen
des Sägebandes werden während des Schneidvorganges immer wieder unterbrochen. Außerdem
erhitzt sich das Sägeband nicht so stark und hat eine wesentlich höhere Standzeit
bei höhrer Schneidleistung.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung und den Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
an Beispielen näher erläutert sind. Es zeigt: Fig. 1 eine Horizontalbandsägemaschine
nach der Erfindung in einer Seitenansicht, Fig. 2 die Bandsägemaschine nach Fig.
1 in einer schematischen Darstellung zusammen mit ihrem Hydraulikkreislauf, Fig.
3 eine Teildarstellung eines Teiles der Horizontalbandsägemaschine in einer anderen
Ausführungsform der Erfindung und Fig. 4 eine Horizontalbandsägemaschine nach der
ICrfindung
in einer dritten Ausführungsform in einer Seitenansicht.
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In Fig. 1 ist eine Horizontalbandsägemaschine 1 dargestellt, die einen
kastenartigen Grundrahmen oder ein Maschinenbett 3 und ein Sägeaggregat 5 aufweist,
das mit Hilfe eines Schwenkzapfens 7 am Grundrahmen 3 schwenkbar befestigt ist und
gegenüber diesen auf- und niedergeschwenkt werden kann. Der Grundrahmen 3 hat an
seiner Oberseite einen Werkstücktisch 9, auf dem das zu schneidende Werkstück W
in Stellung gebracht werden kann. Der Werkstücktisch 9 ist mit einer Spannvorrichtung
11 versehen, die eine feststehende Spannbacke llf und eine bewegliche Spannbacke
llm aufweist, die das Werkstück W zwischen sich einklemmen. Das Sägeaggregat 5 hat
zwei durch einen Träger 17 miteinander verbundene Gehäuseteile 13 und 15 und an
seiner Oberseite einen Steuerkasten 19.
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Im Sägeaggregat 5 sind eine treibende Sägebandrolle 21 und eine angetriebene
Sägebandrolle 23 mit Wellen 25 und 27 gelagert und von den Gehäuseteilen 13 und
15 umschlossen. Ein flexibles, endloses Sägeband 29 ist derart um die Sägebandrollen
gelegt, daß es eine Schneidwirkung ausübt, wenn es von der treibenden Sägebandrolle
21 angetrieben wird. Das Sägeband 29 wird von einer feststehenden Sägebandführung
31 und einer beweglichen Sägebandführung 33 derart gleitend gehalten oder geführt,
daß seine .Schneidkante in der Schneidzone der Horizontalbandsägemaschine 1 senkrecht
nach unten gerichtet ist. Die Sägebandführungen 31 und 33 sind auf einer am Träger
17 befestigten Führungsschiene derart montiert, daß sie parallel zueinander an der
Führungsschiene hängen. Die feststehende Sägebandführung 31 ist an der Führungsschiene
35 unbeweglich montiert, während clicX b<'wogliche Sägebandführung 33 im Betrieb
an der Führungsschiene 35 festgelegt, aber auch gegenüber der feststehenden
Sägebandführung
31 verstellt werden kann, um di Schneidlänge des Sägebandes 29 an die Größe des
zu schneidenden Werkstückes W anzupassen.
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Das Sägeaggregat 5 kann bei der oben beschriebenen Konstruktion von
einem Hydromotor 37 um den Schwenkzapfen 7 auf- und niedergeschwenkt werden. Der
Hydromotor 37 ist ein Hydraulikzylinder, dessen Kolbenstange 39 aus- und einfahren
kann, um das Sägeband 29 gegen das zu schneidende Werkstück W vorzuschieben und
von diesem abzuheben.
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Hierbei wird das Sägeaggregat 5 gehoben, wennßem Hydromotor 37 Hydraulikflüssigkeit
zugeführt wird, während das Sägeaggregat 5 durch sein Eigengewicht abgesenkt wird,
wenn die Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydromotor abgelassen wird.
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Aus Fig. 2 geht hervor, daß der Hydraulikzylinder 37 von einer Hydraulikpumpe
41 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt wird. Die Hydraulikpumpe 41 wird von einem
Motor 43 angetrieben und ist durch eine Leitung 47 an einen Hydraulikbehälter 45
angeschlossen. Die Hydraulikpumpe 41 ist mit dem Hydromotor 37 über eine Leitung
49, ein magnetbetätigtes Ventil 51, eine Leitung 53, ein Rückschlagventil 55 und
eine weitere Leitung 57 verbunden, um die Hydraulikflüssigkeit in den Hydromotor
37 zu leiten. Wie bekannt, ist ein Druckentlastungsventil 59 vorgesehen, das zwischen
der Hydraulikpumpe 41 und dem Magnetventil 51 in die Leitung 49 eingeschaltet ist,
um notfalls die Hydraulikflüssigkeit in den Hydraulikbehälter 45 zurückzuführen.
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Zwischen dem Rückschlagventil 55 und dem Hydraulikmotor 37 ist ein
ferngesteuertes Rückschlagventil 61 mit einer Leitung 63 an die Leitung 57 angeschlossen
und mit dem magnetgesteuerten Ventil 51 durch eine Steuerleitung 67 zu einem weiter
unten noch näher erläuterten Zweck verbunden. Das magnetbetätigte Ventil 51 ist
ein Wegeventil
mit drei Schaltstellungen und zwei Betätigungsmagneten
SOL1 und SOL2 und vier Anschlüssen A, B, P und T. Hierbei ist das Ventil 51 so ausgebildet,
daß die Anschlüsse A und B mit den Anschlüssen T und P verbunden werden, wenn der
Solenoid SOL1 erregt wird und daß die Anschlüsse A und B mit den Anschlüssen P und
T verbunden werden, wenn der Solenoid SOL2 erregt wird.
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In dem Magnetventil 51 ist der Anschluß P durch die Leitung 49 mit
der Hydraulikpumpe 41 und der Anschluß T durch eine Abflußleitung mit dem Hydraulikbehälter
45 verbunden. Der Anschluß A des magnetbetätigten Ventils 51 ist an die zu dem ferngesteuerten
Ventil 61 führende Steuerleitung 67 und der Anschluß B an die zum Rückschlagventil
55 führende Leitung 57 angeschlossen. Das ferngesteuerte Rückschlagventil 61 ist
so ausgebildet, daß es gewöhnlich oder normalerweise die Hydraulikflüssigkeit im
Hydromotor 37 absperrt, jedoch einen Abfluß durch das Ventil zuläßt, wenn es von
dem Steuerdruck der von dem Magnetventil 51 durch die Steuerleitung 67 zugeführten
Hydraulikflüssigkeit betätigt wird.
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Das Rückschlagventil 55 ermöglicht es, daß die Hydraulikflüssigkeit
vom solenoidbetätigten Ventil 51 zum Hydraulikmotor 37 fließt, es verhindert jedoch
den Rückfluß durch das Rückschlagventil. Wenn deshalb der Magnet 1 des Magnetventiles
51 erregt wird, wird die Hydraulikflüssigkeit von der Hydraulikpumpe 41 in den Hydromotor
37 geleitet, um das Sägeaggregat 5 anzuheben. Wenn dagegen der Magnet SOL 2 des
Magnetventiles 51 erregt wird, wirkt die von der Hydraulikpumpe 41 kommende Hydraulikflüssigkeit
auf das ferngesteuerte Ventil 61, so daß die Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydromotor
37 durch das Ventil abfließen kann und hierdurch das Sägeaggregat 5 abgesenkt wird.
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Man erkennt aus Fig. 2 ferner, daß das ferngesteuerte Riickschlagventil
61, das durch die Leitungen 63 und 67 mit dem Hydromotor 37 verbunden ist, an ein
Ventil, beispielsweise ein solenoidbetätigtes Wegeventil 69 derart angeschlossen
ist, daß es die Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydromotor 37 intermittierend abfließen
läßt. Hierbei ist das ferngesteuerte Rückschlagventil 61 durch eine Leitung 71,
ein Druckminderventil 73, eine Leitung 75, ein Stromventil 77 und eine Leitung 79
an das solenoidbetätigte Wegeventil 69 angeschlossen.
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Das Reduzierventil 73 dient zum Einstellen des im Hydromotor 37 herrschenden
Hydraulikflüssigkeitsdruckes auf einen gewünschten Druck und daß Stromventil 77
hat den Zweck, den Ausfluß der Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydromotor 37 einstellbar
zu steuern. Das in Fig. 2 dargestellte, solenoidbetätigte Ventil 69 ist ein normalerweise
geschlossenes Wegeventil mit zwei Schaltstellungen, das einen Betätigungsmagneten
SOL 3 und zwei Anschlüsse A und T aufweist, von denen der Anschluß A an die Leitung
79 und der Anschluß T an den Hydraulikbehälter 45 derart angeschlossen sind, daß
der Anschluß A mit dem Anschluß T verbunden wird, wenn der Elektromagnet SOL 3 erregt
wird. Hierdurch läßt das solenoidbetätigte Wegeventil 69 die Hydraulikflüssigkeit
aus dem Hydromotor 37 in den Hydraulikbehälter 45 abfließen, um das Sägeaggregat
oder Schneidhaupt 5 abzusenken, wenn der Solenoid 3 erregt wird.
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Es ist für die Erfindung wesentlich, daß das solenoidbetätigte Ventil
69 so ausgebildet ist, daß der Elektromagnet SOL 3 durch eine geeignete Vorrichtung,
beispielsweise ein Zeitschaltwerk, intermittierend erregt wird und abfällt. Auf
diese Weise wird die Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydromotor 37 nach der Erfindung
intermittierend in den Hydraulikbehälter 45 abgelassen, so daß das Sägeaggregat
5 zusammen mit dem Sägeband 29 intermittierend abgesenkt wird.
Im
Betrieb wird bei der oben beschriebenen Einrichtung zunächst der Elektromagnet 1
erregt, so daß Hydraulikflüssigkeit von der Hydraulikpumpe 41 in den Hydromotor
37 gedrückt wird, um das Sägeaggregat 5 zusammen mit dem Sägeband 29 anzuheben.
Um dann das Sägeaggregat 5 abzusenken und das Sägeband 29 in das Werkstück W einschneiden
zu lassen, läßt man den Elektromagneten 1 des Elektromagnetventiles 51 abfallen.
Gleichzeitig wird der Elektromagnet SOL 2 des gleichen Ventiles erregt und der Elektromagnet
SOL 3 des solenoidbetätigten Ventiles 69 intermittierend erregt. Das Magnetventil
51 läßt dann die Hydraulikflüssigkeit von der Hydraulikpumpe 41 durch die Steuerleitung
67 fließen, die dem ferngesteuerten Rückschlagventil 61 ermöglicht, die Hydraulikflüssigkeit
aus dem Hydraulikmotor 37 durch das Ventil 61 zu dem solenoidbetätigten Ventil 69
fließen zu lassen, wenn der Elektromagnet 3 erregt wird. Das solenoidbetätigte Ventil
69 läßt die Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikmotor 37 durch das ferngesteuerte
Rückschlagventil 61 in den Hydraulikbehälter 45 ablaufen, wenn der Elektromagnet
3 intermittierend erregt wird. Wenn also der Elektromagnet SOL 2 des Magnetventiles
51 im erregten Zustand gehalten und der Elektromagnet SOL 3 des solenoidbetätigten
Ventiles 69 intermittierend erregt wird, wird das Sägeaggregat. 5 intermittierend
abgesenkt und ermöglicht dem Sägeband 29 einen intermittierenden Schnitt in das
Werkstück W.
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Wie weiter oben beschrieben, wird das Sägeband 29 nach der Erfindung
intermittierend oder periodisch von dem Sägeaggregat 5 gegen das Werkstück W vorgeschoben,
wenn der Elektromagnet SOL 3 des solenoidbetätigten Ventiles 69 intermittierend
oder periodisch erregt wird und periodisch abfällt. Tnfolgedessen wird das Sägeband
29 bei seinem Vorschub in das Werkstück nicht überbeansprucht und infolgedessen
auch nicht ausgebogen, sondern schneidet mit einer größeren Vorschubkraft ein, die
für das zu schneidende
Werkstück W auf ein Optimum eingestellt
worden ist. Aus diesem Grunde gleitet das Sägeband 29 nach der Erfindung weder über
das Werkstück Wo noch ritzt es dieses mit einer hiermit einhergehenden Härtung nur
ein, sondern es führt einen genauen Schnitt mit einer höheren S#hneidleistung und
mit geringerer Vibration und weniger Geräusch aus. Da das Sägeband nicht über das
Werkstück W hinwegrutscht und dieses nur verkratzt ohne einzuschneiden, verlängert
sich die Standzeit des Sägebandes 29 bei dem Verfahren nach der Erfindung. Ein mit
einer Horizontalbandsägemaschine nach der Erfindung durchgeführter Schneidtest bei
nicht-rostenden Stählen hat gezeigt, daß die Schneidleistung und Standzeit des Sägebandes
auf das Dreifache erhöht wurde und daß die Vibration und das Geräusch im Vergleich
zu bekannten Bandsägemaschinen um annähernd 201 gesenkt werden konnte.
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Wie aus Fig. 3 hervorgeht, kann das in Fig. 2 dargestellte solenoidbetätigte
Wegeventil 69 durch eine andere geeignete Vorrichtung, wie beispielsweise ein Rotationsventil
81 ersetzt werden, um die Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydromotor 37 intermittierend
oder periodisch abzulassen. Das Ro tations- oder Drehschieberventil 81, das in Fig.
3 dargesich stellt ist, hat mehrere, /schneidende Durchflußöffnungen 83 und ist
so ausgebildet, daß die Leitung 79 und der in Fig. 2 dargestellte Hydraulikbehälter
45 durch die Durchflußöffnungen 83 intermittierend verbunden werden, wenn der Drehschieber
gedreht wird. Das Drehschieberventil 81 ist natürlich zwischen der Leitung 79 und
dem Hydraulikbe hälter 45 angeordnet und kann von einem geeigneten Motor 85 gedreht
werden, so daß seine Durchflußöffnungen 83 die Leitung 79 und den Hydraulikbehälter
45 intermittierend verbinden, wenn der Drehschieber gedreht wird.
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In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt,
bei der eine Horizontalbandsägemaschine 1'
ein Sägeaggregat oder
Schneidhaupt 5' aufweist, welches das Sägeband 29' enthält und längs eines Hauptständers
87 und eines Hilfsständers 89 in vertikaler Richtung gehoben und gesenkt werden
kann. Der Hauptständer 87 und der Hilfsständer 89 sind parallel zueinander in vertikaler
Lage auf einem Maschinenbett 3' befestigt und führen das Sägeaggregat 5' gegenüber
dem Werkstücktisch 9' auf und ab. Ferner wird bei dieser Ausführungsform das Sägeaggregat
5' an dem Hauptständer 87 und dem Hilfsständer 89 mit einer Bewegungsmutter 91 und
einer Schraubenspindel 93 auf- und abbewegt, die von einem geeigneten Antrieb, beispielsweise
einem Servomotor 95 angetrieben wird. Die Bewegungsmutter 91 ist an einem Teil des
Sägeaggregates 5' befestigt und die Schraubenspindel 93, die längs des Hauptständers
87 angeordnet ist, befindet sich in Eingriff mit der Bewegungsmutter 91. Der Servomotor
95 ist auf dem Hauptständer 87 montiert und dreht und treibt die Schraubenspindel
93 an.
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Wenn bei dieser Ausführungsform die Schraubenspindel 93 von dem Servomotor
95 gedreht wird, wird das Sägeaggregat 5' von der Schraubenspindel über die Bewegungsmutter
91 gehoben oder gesenkt, um das Sägeband 29 zu heben oder abzusenken. Hierbei wird
die Schraubenspindel 93 nach der Erfindung von dem Servomotor 95 intermittierend
angetrieben, um das Sägeaggregat 5' derart intermittierend abzusenken, daß das Sägeband
29' intemittierend in das Werkstück W einschneiden kann. Man erkennt hieraus, daß
die in pi. 4 dargestellte Horizontalbandsägemaschine 1' Schnitte in der gleichen
Weise ausführen kann wie die Horizontalbandsägemaschine 1 nach den Fig. 1 und 2,
wenn die Schraubenspindel 93 von dem Servomotor 95 intermittierend angetrieben wird.
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Wie aus der vorhergehenden Beschreibung hervorgeht, kann die der Erfindung
zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst
werden, daß eine Bandsäg
zuBandsägemaschine mit einer Vorrichtung zum intermittierenden Vorschieben des Sägebandes
gegen die zu schneidenden Werkstücke versehen wird. Man erkennt jedoch, daß die
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe auch dadurch gelöst werden kann, daß eine
Vorrichtung vorgesehen wird, mit der die zu schneidenden Werkstücke intermittierend
gegen ein Sägeband vorgeschoben werden. Die Erfindung ist deshalb nicht nur bei
Horizontalbandsägemaschinen, sondern auch bei Vertikalbandsägemaschinen anwendbar,
bei denen die zu schneidenden Werkstücke bewegt und gegen das Sägeband vorgeschoben
werden, welches bei seiner Arbeit seine Lage nicht verändert.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt, sondern es sind mehrere Änderungen und Ergänzungen möglich, ohne den
Rahmen der Erfindung zu verlassen. Insbesondere kann der intermittierende Vorschub
des Sägebandes bzw. des Werkstückes auch auf andere Weise bewirkt werden.