Bügelsägemaschine 1 Die Erfindung betrifft eine Bügelsägemaschine mit schräg zur Sägebügelführung eingespanntem Sägeblatt und selbsttätiger hydraulischer Steuervorrichtung für das Abheben des Sägeblattes vom und sein Aufsetzen auf das Werkstück bei der Bewegungsumkehr des Sägebügels und für die Erzeugung des Schnittdruckes, mit einem doppelt wirkenden Stützkolben, der durch seine die schwenkbare Sägebügelführung abstützende Kolbenstan ge mittels einer an der Sägebügelführung vorgesehenen,
in Abhängigkeit von der Hin- und Herbewegung des Sägebügels drehbaren Kurvenscheibe in einem Zylinder auf- und abbewegbar ist und bei seiner Bewegung in der einen Richtung die Druckflüssigkeit aus dem dabei klei ner werdenden Zylinderraum über einen Überströmweg in den anderen Zylinderraum und bei seiner Bewegung in gegenläufiger Richtung aus dem dabei kleiner werden den Zylinderraum über ein verstellbares Einweg-Drossel- ventil in eine die Druckflüssigkeit dem Sägeblatt zur Kühlung zuführende Rohrleitung pumpt,
wobei eine die Kolbenstange in Richtung auf die Sägebügelführung un terstützenden Druckfeder als Gewichtsaugleich für die Sägebügelführung und die mit ihr schwenkbaren Ma schinenteile dient.
Bekannte Bügelsägemaschinen der vorstehend bezeich neten Gattung besitzen einen doppelt wirkenden, seinen Zylinder in zwei Räume teilenden Stützkolben, der durch eine Kurvenscheibe hin- und herbewegt wird. Bei der Bewegung in der einen Richtung wird Druckflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter in den einen Zylinderraum engesaugt, und bei der Bewegung in der anderen Rich tung wird die angesaugte Flüssigkeit über eine ein ver stellbares Drosselventil enthaltende Überströmleitung in den anderen Zylinderraum ausgestossen.
Bei der an- schliessenden gegenläufigen Bewegung des Kolbens wird die aus der Überströmleitung geliegerte Druckflüssigkeit über ein weiteres verstellbares Drosselventil in eine Lei tung Gefördert, die die Flüssigkeit dem Sägeblatt als Kühlung zuführt. Der Kolben wird in beiden Bewegungs richtungen durch die Drosselventile je nach ihrer Ein stellung mehr oder weniger gebremst.
Die Bremswirkung 2 wird für das Abheben des Sägeblattes vom Werkstück nach Vollendung des Arbeitshubes, für das Aufsetzen des Sägeblattes auf das Werkstück nach vollendetem Rückhub und für die Erzeugung des Schnittdruckes aus genutzt, und zwar erfolgt beim Abbremsen des Stütz kolbens in einer seiner Bewegungsrichtungen des Ab heben des Sägeblattes vom Werkstück und beim Ab bremsen in der anderen Richtung das Aufsetzen des Sägeblattes auf das Werkstück, wobei gleichzeitig der erforderliche Schnittdruck hervorgerufen wird.
Für jede Schnittgeschwindigkeit muss die Bremswir kung durch entsprechende Einstellung der Drosselven tile neu eingeregelt werden. Insbesondere muss das Dros selventil, von dessen Einstellung die Abhebebewegung abhängt, die Änderung der Schnittgeschwindigkeit neu justiert werden.
Wird die Neueinstellung unterlassen, so wird die Abhebebewegung des Sägeblattes bei zunehmen der Laufgeschwindigkeit der Bügelsägemaschine zu gross, und das Aufsetzen des Sägeblattes erfolgt mit erheb lichem Schlag, so dass die Zähne beschädigt werden können, während andererseits bei Verminderung der Laufgeschwindigkeit die Abhebewegung kleiner wird, weil sich die Strömungsgeschwindigkeit im Drosselventil und damit der zur Erzeugung der Abhebebewegung wirk same hydraulische Druck in dem entsprechenden Zylin derraum verringert. Im Grenzfall verschwindet die Ab bewegung vollständig, so dass das Sägeblatt beim Rück hub auf dem Werkstück schleift, was zu einer vorzeitigen Abnutzung der Zähne des Sägeblattes führt.
Die Einstellung des Drosselventils erfordert Zeit und Übung und wird von dem ungeschulten Personal, welches derartige Bügelsägemaschinen in der Regel bedient, un terlassen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass diese Mängel durch Mittel überwunden werden können, die bewirken, dass der Sägebügel gegen eine elastische Kraft, die ihn in einer Schwenklage hält, bei der das Säg,-e- blatt vom Werkstück abgehoben ist, durch hydraulischen Druck in die zum Aufsetzen des Sägeblattes auf das Werkstück erforderliche Schwenklage gebracht wird, wobei dieser Druck im Zeitpunkt der Bewegungsumkehr des Sägebügels nach vollendetem Arbeitshub durch eine Zusatzeinrichtung erzeugt wird, deren Wirkungsweise von der Schnittgeschindigkeit unabhängig ist.
Diese Erkenntnis wird erfindungsgemäss in der Weise ausgewertet, dass für das Einschwenken des Sägebügels einschliesslich des seine Führung und seinen Antrieb ent haltenden Gehäuses aus der Schwenklage, bei der das Sägeblatt vom Werkstück abgehoben ist, in die dem Auf setzen des Sägeblattes entsprechende Schwenklage gegen eine elastische Kraft ein mit dem Stützkolben zusam menwirkender Ladekolben vorgesehen ist, der die zur Bewegung des Stützkolbens in die zum Aufsetzen des Sägeblattes auf das Werkstück erforderliche Stellung be nötigte Druckflüssigkeit in den dafür vorgesehenen Raum des Zylinders des Stützkolbens fördert.
Die hin- und hergehende Bewegung des Stütz- und des Ladekolbens hat zur Folge, dass Flüssigkeit aus den verschiedenen Zylinderräumen in genau abgemessenen Mengen verdrängt werden muss. Die Förderungsmenge des Ladekolbens ist unabhängig von der Geschwindig keit, mit der die Maschine läuft, praktisch stets die gleiche, und es ist nicht erforderlich, dass der Förder- weg, auf dem der Ladekolben die Flüssigkeit zur Bewe gung des Stützkolbens in die dem Aufsetzen des Säge blattes auf das Werkstück erforderliche Stellung liefert, ein einstellbares Drosselventil aufweisen muss.
Eine besonders zweckmässige Ausführungsform be steht darin, dass der Stützkolben mit dem koaxial von ihm flüssigkeitsdicht geführten Ladekolben derart zu sammenwirkt, dass zwischen ihm und dem Ladekolben ein gegen den Zylinder abgeschlossener Flüssigkeitsraum mit veränderbarer axialer Ausdehnung gebildet ist, dass der Überströmweg durch in beiden Kolben vorgesehene Kanäle verläuft und über Rückschlagventile nur in Rich tung vom Ladekolben zum Stützkolben durchgängig ist,
und dass beide Kolben von je einem Exzentertrieb in Abhängigkeit vom Hin- und Hergang des Sägebügels an- treibbar sind, wobei die Druckfeder so bemessen ist, dass sie den schwenkbaren Teil der Bügelsägemaschine in einer Stellung zu halten vermag, bei der das Sägeblatt vom Werkstück abgehoben ist. Die Rückschlagventile können in Kanälen des Stützkolbens und des Ladekol bens vorgesehen sein.
Als günstig hat sich eine Ausführungsform erwiesen, bei der die Kolbenstange des Stützkolbens mit einer Axialbohrung versehen ist, die die Kolbenstange des Ladekolbens aufnimmt. Der Ladekolben wird zweck- mässig durch Stehbolzen mit dem Stützkolben derart verbunden, dass er sich gegen die Kraft mindestens einer Feder von dem Stützkolben axial entfernen kann.
Zur genauen Einstellung der Fördermenge des Lade kolbens kann eine Bauweise gewählt werden, bei der die Kolbenstange des Ladekolbens mit ihrer diesem zuge wendeten Stirnfläche an einen Anschlag des Ladekolbens anlegbar ist, wobei der Anschlag axial verstellbar ist.
Der den Ladekolben enthaltende Zylinderraum, der gleichzeitig auch dem Saugraum für den Stützkolben bildet, wird zweckmässig über ein Rückschlagventil mit dem Flüssigkeitsbehälter verbunden.
Der Antrieb für Stütz- und Ladekolben kann von einer in Abhängigkeit vom Hin- und Hergang des Säge bügels umlaufenden, im schwenkbaren Gehäuse des Särebügelantriebes vorgesehenen Welle abgeleitet werden, auf der sich zwei je mit einer der Kolbenstangen zusam menwirkende Exzentertriebe befinden, wobei der eine, mit der Kolbenstange des Stützkolbens zusammenwir- kende aus zwei Exzentern mit gleicher Exzentrizität und gleicher Winkelstellung zur Welle und der andere, mit der Kolbenstange des Ladekolbens zusammenwirkende aus einem Exzenter besteht, der zwischen den beiden Exzentern für den Antrieb der Kolbenstange des Stütz kolbens angeordnet ist.
Hierbei können die beiden Ex zenter für den Antrieb der Kolbenstange des Stützkol bens von einem gemeinsamen Exzenterring umfasst sein, in den die Kolbenstange für den Stützkolben radial einge setzt, z. B. eingeschraubt ist.
Im Gegensatz zu den Bügelsägemaschinen der oben besprochenen bekannten Ausführung ist bei einer bevor zugten Ausführungsform nur ein einziges verstellbares Drosselventil vorgesehen, welches in an sich bekannter Weise den einen der vom Stützkolben getrennten Zylin derräume mit der Rohrleitung verbindet, welche die Flüssigkeit dem Sägeblatt zuleitet.
Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel an hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Bügelsägemaschine, teilweise geschnitten, in Seitenansicht und Fig. 2 die zugehörige hydraulische Steuervorrichtung und deren Antrieb im Schnitt.
Die Bügelsägemaschine weist ein Gestell 1 auf, auf dessen Tischplatte 2 in bekannter Weise Spannbacken 3 zum Einspannen des zu sägenden Werkstückes 30 ange ordnet sind. Das Sägeblatt 4 ist in dem Bügel 5 einge spannt, der in nicht näher dargestellter Weise durch eine Antriebsvorrichtung in der bei 31 angedeuteten, im Ge häuse 6 untergebrachten Führungsbahn mittels seines (abgebrochen dargestellten) Schlitten 32 maschinell hin- und herbewegt wird. Die Antriebsvorrichtung für den Bügel 5 mit Führung im Gehäuse 6 kann z.B. ein an sich bekanntes Kreuzschleifengetriebe aufweisen.
Das Gehäu se 6 ist um die Drehachse 7 schwenkbar gelagert, so dass es zusammen mit dem Sägeblatt 4 und dem Bügel 5 nach oben ausschwenken kann und das Sägeblatt aufgrund der Gewichtsbelastung durch diese Teile und gegeben falls durch ein Zusatzgewicht auf das Werkstück 30 ge drückt wird.
In Fig. 1 ist der Sägebügel 5 in der Stellung gezeigt, die er am Ende des Arbeitshubes einnimmt. Da das Sägeblatt 4 gegen die Bewegungsrichtung, die durch die Führungsbahn 31 und den Schlitten 32 bestimmt ist, um einen bei 33 angedeuteten Winkel geneigt ist, schwenkt das Gehäuse 6 zusammen mit dem Sägebügel 5, sobald das Sägeblatt nach beendetem Rückhub wieder auf das Werkstück 30 aufsetzt, im Uhrzeigersinn und beim an- schliessenden Arbeitshub (siehe Pfeil 34) in Gegenrich tung. Dieses Auf- und Abschwingen wird in bekannter Weise dazu ausgenutzt, einen Pumpenkolben hin- und herzubewegen, der Kühlflüssigkeit für das Sägeblatt fördert.
Der Antrieb für die hydraulische Steuerung zum Ab heben des Sägeblattes vom Werkstück beim Rückhub und zum Aufsetzen desselben auf das Werkstück beim Beginn des Arbeitshubes sowie zur Erzeugung des Schnittdruckes wird von einer Welle 8 abgeleitet, auf der sich in einem Gehäuse 35, welches mittels durch die Flanschbohrungen 36 durchgesteckter Schraubenbolzen mit dem Gehäuse 6 verbunden ist, ein Exzenter 17 und ein Doppelexzenter befinden. Der Doppelexzenter be steht, wie Fig. 2 zeigt, aus zwei Exzenterscheiben 9 und 9' mit gleicher Exzentrizität, die den Exzenter 17 zwi schen sich aufnehmen.
Im Interesse einer übersichtlichen Darstellung sind die Exzentrizitäten übertrieben gross dar gestellt, und alle Einzelteile, die zur Bildung von Exzen- tertrieben zur Erzeugung einer geradlinigen Bewegung der zugehörigen Exzenterstange notwendig sind, fortge lassen. Dargestellt sind lediglich die Exzenterstangen 12 und 20, wobei die mit 20 bezeichnete die hohlgebohrte Exzenterstange 12 axial durchquert.
Die beiden Exzen- terscheiben 9 und 9' werden von einem gemeinsamen Exzenterring 37 umfasst, in den das Ende der Exzenter stange 12 eingesetzt, z.B. eingeschraubt ist. Ein Ring 42, der in das Gehäuse 35 eingesetzt ist, sichert die axiale Lage des Exzenterringes 37. Die Exzenterstange 20 liegt mit ihrem kopfartig ausgebildeten Ende am Umfang des Exzenters 17 an. Sie wird von diesem lediglich abwärts verschoben, während die gegenläufige Bewegung der Stange 20 auf andere; unten noch näher erläuterte Weise hervorgerufen wird.
Die beiden durch die Exzenter axial gegeneinander verschiebbaren Exzenterstangen 12 und 20 durchqueren flüssigkeitsdicht den Deckel eines Zylinder 11, der in Fig. 1 nur in seinen äusseren Umrissen gezeigt ist. Dieser Zylinder steht über ein Rückschlagventil 16 (Fig. 2) mit einem Filter 15 in Verbindung, welcher in die im Behälter des Gestells 1 befindliche Kühlflüssigkeit eintaucht.
Die Kühlflüssigkeit wird in eine Rohrleitung 23 gepumpt, an die über eine Abzweigung ein Druckausgleichsbehälter 22 angeschlossen ist, und an das Sägeblatt 4 weitergeleitet. Im Zylindergehäuse befindet sich ein Drosselventil 18 (Fig. 2) in Form einer Kugel, die in Sperrichtung durch eine Feder belastet ist, deren Vorspannung durch ein Stellrad 19 eingeregelt werden kann.
Die Exzenterstange 12 ist von einer Stützfeder 14 umgeben, die sich einerseits unter Vermittlung eines Fe derstellers 38 auf den Zylinderdeckel und andererseits auf einen Federteller 39 abstützt, der fest an der Exzenter stange 12 angebracht ist. Der Federteller 39 trägt eine Hülle 40 zum Schutz der Druckfeder 14.
Der im Zylinder 11 auf- und abbewegliche Stütz kolben 13 sitzt am unteren Ende der Exzenterstange 12, während das Ende der Exzenterstange 20 auf einem axial verstellbaren Anschlag 25 aufsitzt, der den Ladekolben 21 axial durchquert. Der obere Teil des Ladekolbens 21, der nicht im Zylinder 11 gleitet, ist seinerseits als Zylin der ausgebildet, der eine Abstufung des Stützkolbens 13 flüssigkeitsdicht aufnimmt. Der Stützkolben trägt eine Anzahl auf dem Umfang verteilter Stehbolzen 41 (nur einer ist dargestellt), deren Köpfe mit Spiel in randstän dige Bohrungen des Ladekolbens 21 hineinpassen.
Die Bohrungen sind an ihren oberen, dem Stützkolben 13 zugewendeten Enden derart verengt, dass sie die Schäfte der Stehbolzen 41 mit Schiebesitz umfassen. Die Schäfte der Stehbolzen 41 sind im erweiterten Teil der Bohrun gen von Schraubenfedern 24 umgeben, die sich auf die Köpfe der Stehbolzen und die zwischen dem erweiterten und dem verengten Teil der Bohrungen gebildeten Ring schultern abstützen.
Stütz- und Ladekolben sind von exzentrisch angeord neten achsparallelen Bohrungen mit Rückschlag-Kugel- ventilen 27 und 29 derart versehen, dass die Flüssigkeit nur in Richtung von der Unterseite des Ladekolbens 21 über den Flüssigkeitsraum 26 nach der Oberseite des Stützkolbens 13 in den Raum 28 strömen kann. Die Flüs sigkeit kann aus dem Raum 26 in den Raum 28 über dem Stützkolben strömen, wenn in dem Raum 26 da durch ein Überdruck entsteht, dass sich der Ladekol ben 21 dem Stützkolben 13 nähert. Das ist dann der Fall, wenn die Exzenterstange 20 von dem Exzenter 17 frei gegeben wird, so dass sie sich nach oben verschieben kann.
Diese Verschiebung wird dadurch hervorgerufen, dass sich die Schraubenfedern 24 ausdehnen und den Ladekolben 21 in Richtung auf den Stützkolben 13 ver schieben.
Entsteht im Raum 26 dadurch ein Unterdruck, dass sich die Stange 20 unter der Wirkung des Exzenters 17 nach unten verschiebt, und den Ladekolben 21 durch Druck auf den Anschlag 25 derart abwärts treibt, dass er sich unter Spannung der Schraubenfedern 24 vom Stützkolben 13 entfernt, so wird Flüssigkeit von der Unterseite des Ladekolbens 21 her in den Raum 26 ein gesaugt.
Die hydraulische Vorrichtung arbeitet folgendermas- sen: Die Winkelstellung der Exzenter 8 und 9' ist so gewählt, dass letztere bei der Bewegungsumkehr des Sägebügels 5 nach vollendetem Arbeitshub die Exzenter stange 12 nach unten zu verschieben suchen. Da aber die Stützfeder 14 so stark ist, dass sie den Sägebügel mit dem Sägeblatt und dem Gehäuse 6 mit allen in diesem unter gebrachten Maschinenteilen zu tragen vermag, wird das Gehäuse 35 von der Welle 8 und mit diesem auch das Gehäuse 6 angehoben. Das hat zur Folge, dass das Säge blatt 4 vom Werkstück 30 abgehoben wird.
Der Exzenter 17 ist um einen solchen Winkelbetrag gegenüber den Exzentern 9 und 9' versetzt, so dass kurz darauf die Exzenterstange 20 nach unten verschoben wird. Dabei entfernt sich der Ladekolben 21 vom Stütz kolben 13, wobei in der bereits beschriebenen Weise Flüssigkeit in den Raum 26 eingesaugt wird. Im weiteren Verlauf des Rückhubes des Sägebügels 5 wird die Ex zenterstange 20 von dem Exzenter 17 freigegeben und der Ladekolben nähert sich unter der Wirkung der Schraubenfedern 24 wieder dem Stützkolben. Dadurch wird die Flüssigkeit von dem Raum 26 über das Rück schlagventil 27, dessen Kugel dabei angehoben wird, in den Raum 28 über den Stützkolben gedrückt.
Infolge dessen wird der Stützkolben 13 unter Überwindung der Kraft der Feder 14 nach unten verschoben, und die Welle 8 mit dem Gehäuse 35 wieder in Richtung auf die Aus gangslage zurückbewegt, so dass das Gehäuse 6 mit dem Sägebügel 5 und dem Sägeblatt 4 um die Achse 7 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird, und das Sägeblatt im Augenblick der Bewegungsumkehr des Sägebügels 5 nach vollendetem Rückhub auf das Werkstück 30 auf setzt. Wegen der Schrägstellung des Sägeblattes 4 zur Be wegungsrichtung legt hierbei der Sägebügel einen grös- seren Schwenkweg zurück, als vorher in umgekehrter Richtung beim Abheben des Sägeblattes vom Werkstück.
Der Druck im Raum 28 belastet die Kugel des Dros selventils 18. Diese entfernt sich aber gegen die Wirkung ihrer Belastungsfeder erst dann von ihrem Sitz, wenn der Sägebügel 5 zusammen mit dem Gehäuse 6 beim Arbeitshub in der oben beschriebenen Weise gegen den Uhrzeigersinn zurückschwingt, wobei eine Zugkraft auf die Exzenterstange 12 ausgeübt und der Stützkolben 13 nach oben gezogen wird. Hierbei überwindet der im Raum 28 herrschende Druck die Kraft der Belastungs feder der Kugel des Drosselventils 18, so dass die Flüs sigkeit in die Leitung 23 und von dort als Kühlung auf das Sägeblatt 4 gelangt.
Am Ende des Arbeitshubes des Sägebügels hat sich die Stützfeder 14 wieder bis auf ihre ursprüngliche Länge entspannt, und das geschilderte Arbeitsspiel beginnt von neuem.
Das Drosselventil 18 dient in bekannter Weise zur Einstellung des Schnittdruckes, der vom Überdruck im Zylinderraum 28 abhängig ist. Je nach seiner Einstellung entsteht ein höherer oder niedrigerer Schnittdruck. Da das Eigengewicht des Sägebügels und das Gehäuses 6 mit den in ihm untergebrachten Triebwerksteilen durch die nach oben gerichtete Kraft der Stützfeder 14 über wunden wird, kann man im Gegensatz zu den bekannten hydraulischen Vorrichtungen zur Erzeugung des Schnitt druckes die oben beschriebene vom Schnittdruck 0 (Null) aus einregem, wobei der Schnittdruck 0 Gleichgewicht zwischen der Kraft der Feder 14, dem Druck im Raum 28 und dem Sägebügel 5 einschliesslich des Gehäuses 6 usw. bedeutet.
Wie bereits erläutert, wird beim Rückhub des Säge bügels 5 im Raum 26 zwischen Stütz- und Ladekolben Flüssigkeit verdrängt, die den Stützkolben 13 abwärts treibt. Diese Abwärtsbewegung muss genau dem Diffe renzbetrag der Schrägestellung des Sägeblattes gegen die Bewegungsrichtung zwischen vorderem und hinterem Umkehrpunkt des Sägebügels entsprechen. Da in der Fer tigung Toleranzen entstehen, und sich der Bügel 5 unter der Spannung des Sägeblattes derart verformen kann, dass die Schrägstellung des Sägeblattes beeinflusst wird, ist es wesentlich, dass man den Anschlag 25 verstellen kann, um das Fördervolumen des Ladekolbens 21 genau einzuregeln.