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Patent Searching and Data


Title:
CUTTING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/052819
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cutting device having a housing (28). In this case, a driven disc-shaped cutting tool (10), mounted in the housing (28), for cutting a workpiece (12) is provided. Arranged on a circumferential side of the cutting tool (10) are cutting means (14) that each have an associated cutting edge (14a), said cutting means (14), during cutting, depending on an infeed rate of the cutting tool (10) relative to the workpiece (12), passing into the material to be cut of the workpiece (12) on a cutting-edge entry side of the workpiece (12), passing out on a cutting-edge exit side, remote therefrom, of the workpiece (12), and in the process cutting away material of the workpiece (12). In this case, at least one pressure means is provided, which exerts a pressure (pH) on the surface of the cutting-edge exit side, via a cutting-edge exit face, on the cutting-edge exit side to the side of the cutting tool (10) in the region (18) of the cutting edge (14a), and is mounted in a pivotable manner with respect to the housing (28). According to the invention, the pressure means (24) is mounted in and at one end of at least one swing arm (26). The swing arm (26) is connected to the housing (28) via a first joint (30), wherein the swing arm (26) is mounted so as to be pivotable about a first joint axis of the joint (30). The first joint axis is arranged parallel to the axis of rotation (32) of the cutting tool (10).

Inventors:
WEYCHARDT JAN HENRIK (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/063405
Publication Date:
March 19, 2020
Filing Date:
May 23, 2019
Export Citation:
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Assignee:
FACHHOCHSCHULE KIEL (DE)
International Classes:
B27G19/10; B23D47/08; B24B27/06
Domestic Patent References:
WO1993013920A11993-07-22
Foreign References:
DE2339373A11975-02-20
DE202013101927U12013-06-05
EP0036964A21981-10-07
DE102006026043B42012-10-31
DE3933261C21992-07-30
DE102012007344A12013-10-17
DE3525092A11987-01-22
Attorney, Agent or Firm:
PUSCHMANN BORCHERT BARDEHLE PATENTANWÄLTE PARTNERSCHAFT MBB (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Trennvorrichtung mit einem Gehäuse (28), einem im Gehäuse (28) gelagerten, angetriebenen scheibenförmigen Trennwerkzeug (10) zum Trennen eines Werkstücks (12), wobei auf einer Umfangsseite des Trennwerkzeugs (10) Trennmittel (14) mit jeweils einer zugeordneten Schneide (14a) angeordnet sind, welche beim Trennen in Abhängigkeit einer

Vorschubgeschwindigkeit des Trennwerkzeugs (10) relativ zum Werkstück (12) in das zu trennende Material des Werkstücks (12) auf einer Schneideneintrittsseite des Werkstücks (12) eindringen, auf einer hierzu entfernt gelegenen Schneidenaustrittsseite des Werkstücks (12) austreten und dabei Material des Werkstücks (12) spanend abtragen, wobei zumindest ein Druckmittel vorgesehen ist, welches auf der Schneidenaustrittsseite seitlich des

Trennwerkzeugs (10) im Bereich (18) der Schneide (14a) auf die Oberfläche der

Schneidenaustrittsseite über eine Schneidenaustrittsfläche einen Druck (pH) ausübt und gegenüber dem Gehäuse (28) schwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmittel (24) an einem Ende zumindest einer Schwinge (26) in dieser gelagert ist, die Schwinge (26) über ein erstes Gelenk (30) mit dem Gehäuse (28) verbunden ist, wobei die Schwinge (26) um eine erste Gelenkachse des Gelenks (30) schwenkbar gelagert ist, wobei die erste Gelenkachse parallel zur Drehachse (32) des Trennwerkzeugs (10) angeordnet ist.

2. Trennvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmittel in Form von zumindest einer Rolle (24) ausgebildet ist, wobei die Rolle (24) einen vorbestimmten Radius (R) aufweist und die Gelenkachse zur Drehachse (32) des Trennwerkzeugs (10) zumindest um den Radius (R) der Rolle (24) in Richtung Schneidenaustrittsseite versetzt ist.

3 Trennvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste

Gelenkachse relativ zur Drehachse (32) vertikal zu einer Auflageebene (44) der Trennvorrichtung von dieser weg versetzt angeordnet ist.

4. Trennvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinge (26) mehrteilig aufgebaut ist und ein Schwingen-Parallelogramm bildet, welches insbesondere eine erste und zweite Teilschwinge (34, 36) und eine Koppel (38) umfasst, wobei die erste Teilschwinge (34) über ein erstes Gehäusegelenk (30a) und die zweite Teilschwinge (36) über ein zweites Gehäusegelenk (30b) mit dem Gehäuse (28) verbunden sind, die Koppel (38) an dem dem zugeordneten Gehäusegelenk (30a, 30b) entfernt gelegenen Seite der ersten und zweiten Teilschwinge (34, 36) jeweils gelenkig über ein erstes und zweites Teilschwingengelenk (40a, 40b) mit der ersten und zweiten

Teilschwinge (34, 36) und an seinem einen freien Ende mit dem Druckmittel (24) verbunden ist.

5. Trennvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkachsen des ersten und zweiten Gehäusegelenks (30a, 30b) und des ersten und zweiten

Teilschwingengelenks (40a, 40b) parallel zu der Drehachse (32) des Trennwerkzeugs (10) ausgerichtet sind.

6. Trennvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkachse des ersten Gehäusegelenks (30a), des zweiten Gehäusegelenks (30b) und die Drehachse (32) des Trennwerkzeugs (10) auf einer senkrecht zu diesen Achsen verlaufenden ersten Geraden (42) angeordnet sind.

7. Trennvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gerade (42) senkrecht zu der Auflageebene (44) der Trennvorrichtung verläuft.

8. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkachsen des ersten Teilschwingengelenks (40a), des zweiten Teilschwingengelenks (40b) und die Drehachse der Rolle (24) auf einer senkrecht zu diesen Achsen verlaufenden zweiten Geraden (46) angeordnet sind.

9. Trennvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Gerade (46) senkrecht zu der Auflageebene (44) der Trennvorrichtung verläuft.

10. Trennvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinge (26) ein Krafteinleitungselement bildet, das die erforderliche Kraft zum Erzeugen des notwendigen Drucks (pH) auf den Bereich (18) des Schneidenaustritts auf die Schneidenaustrittsfläche über das Druckmittel (24) auf die Schneidenaustrittsfläche überträgt, der groß genug ist, um ein Ausreißen der Späne zu verhindern.

11 . Trennvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinge (26) ein definiertes Eigengewicht den Druck (pH) über das Druckmittel (24) bestimmbar regelt.

12. Trennvorrichtung nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine definierte Feder an der Schwinge (26) anliegt, die über die Schwinge (26) und das Druckmittel (24) auf die Schneidenaustrittsfläche wirkt und den Druck (pH) bestimmbar regelt.

13. Trennvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein motorischer,

insbesondere pneumatischer, Antrieb an die Schwinge (26) angreift, der über die Schwinge (26) und das Druckmittel (24) auf die Schneidenaustrittsfläche wirkt und den Druck (pH) bestimmbar regelt.

14. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der auf die Schneidenaustrittsfläche erzeugte Druck (pH) räumlich so verteilt ist, dass dieser den durch die Schneiden jeweils im Material erzeugten Schneidendruck (ps) im Bereich der Schneidenaustrittsfläche kompensiert, so dass in diesem Bereich gilt: pH ^ Ps.

15. Trennvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Einstellen des Drucks des Druckmittels oder der Druckmittel (24) auf die Schneidenaustrittsfläche vorgesehen sind.

16. Trennvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinge und die durch die Schwinge ermöglichte Kreisbahn des Auflagebereichs des Druckmittels durch eine Viergelenk-Konstruktion mit Teilschwingen und Koppeln, oder durch ein kurvengsteuertes Getriebe oder durch einen Zweiachs-Linearantrieb gebildet ist.

17. Trennvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kreissäge (8) die Trennvorrichtung bildet, mit einem Sägeblatt (10) als Trennwerkzeug und auf dem Sägeblatt (10) am Umfang angeordnete Sägezähne (14) mit jeweils einer Schneide (14a) als Trennmittel.

Description:
Trennvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Trennvorrichtung gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.

Trennvorrichtungen sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt, beispielsweise als Kreissäge oder Trennschleifer und dienen dem Trennen von Holz, Metall, Kunststoff, Baustoffen oder Naturstein oder einzelnen Werkstücken. Diese Trennvorrichtungen weisen einen Antriebsmotor auf, welcher die Rotationsbewegung eines scheibenförmigen Trennwerkzeugs, wie eines Kreissägeblatts, einer Trennscheibe oder dergleichen, erzeugt. Der Bereich des Trennwerkzeugs, der sich im Betrieb jeweils außer Eingriff mit dem zu bearbeitenden Werkstück befindet, kann zumindest zum Teil von einer Schutzhaube abgedeckt bzw. von dieser umgeben sein. Dabei ist ein von dem Antriebsmotor angetriebenes Gebläse und eine Einrichtung zur Staubentfernung aus dem Innenraum der Schutzhaube vorgesehen, die eine in die Schutzhaube eingebrachte und mit der Druckseite des Gebläse in

Verbindung stehende Eintrittsöffnung und eine Staub-Austrittsöffnung enthält.

Bei den Trennvorrichtungen der eingangs genannten Art wird gibt es auch ein Gebläse, mit dem beim Trennvorgang entstehender Staub, Schmutz, Späne oder dergleichen aus dem unmittelbaren

Arbeitsbereich des Trenngeräts entfernt werden können. Das Gebläse kann gleichzeitig auch zur Kühlung des Antriebsmotors dienen.

Bei den bekannten Trennvorrichtungen sind von einer Schutzhaube umgeben, deren Eintrittsöffnung möglichst nahe an der Spanentstehung liegt und so ausgerichtet ist, dass Späne in diese

hineingelangen. In der Schutzhabe wird der Spänefluss ggf. umgelenkt bzw. durch Prallbleche abgebremst und in Richtung Austrittsöffnung gelenkt. Der Späneflug wird durch ein Gebläse bzw. eine Absaugung unterstützt und außerhalb der Schutzhaube gefördert. Ziel ist es, dass möglichst viele Späne infolge ihres tangentialen Wegschleuderns den Luftstrahl und die Austrittsöffnung erreichen. Hierzu ist eine möglichst hohe Tangentialgeschwindigkeit der Schneide des Trennwerkzeugs notwendig.

Auf der anderen Seite kommt es aber an den Kanten des Schneidenaustritts der Schneide des Trennwerkzeugs zu Ausrissen und somit an der Oberfläche des zu trennenden Werkstücks zu einem unsauberen Schnittbild. Anhand einer Kreissäge als Trennvorrichtung lässt sich dieses Problem wie folgt erläutern: Beim Kreissägen trennt eine Sägeblatt beispielsweise eine Platte, indem es mit der Drehzahl n dreht und sich mit der Relativgeschwindigkeit Avzu dieser bewegt. Ein Sägezahn des Sägeblattes, welcher in das Material der Platte eingreift, durchläuft die Platte mit der

Tangentialgeschwindigkeit vt. Dabei entsteht ein Schneiddruck p s , der einerseits durch seinen großen Gradienten die zum Spanen erforderliche Scherspannung T S erzeugt, aber mitunter vom Material der Platte an der Oberfläche des Schneidenaustritts nicht gehalten werden kann: In erster Näherung gilt, dass die an der Oberfläche zulässige Zugspannung s z, z ui Ps überschritten wird und die Oberfläche im Bereich des Schneidenaustritts folglich ausreißt, oder Späne oder Teile von Spänen teilweise noch mit der Kante im Bereich des Schneidenaustritts verbunden bleiben. Durch das Ausreißen ergeben sich an der Oberseite der Platte im Bereich der Schnittfläche und in der Schnittfläche selbst Vertiefungen. An den Kanten beiderseits des Schneidenaustritts ergibt sich dadurch ein unsauberes Schnittbild.

Zur Vermeidung derartiger unsauberer Schnittbilder ist es bekannt, seitlich des Trennwerkzeugs auf der Schneidenaustrittsseite des Werkstücks im Bereich des Schneidenaustritts Druckmittel in Form von Rollen vorzusehen, welche eine Druckspannung im Bereich des Schneidenaustritts erzeugen. Hierbei wird über die Rollen Druckspannung a d in Form von Hertzscher Pressung p H = a d auf das Werkstück im Bereich des Schneidenaustritts aufgebracht.

Die Rollen sind dabei mit der Schutzhaube derartig gekoppelt, dass diese tangential bewegt werden können. Es ergibt sich somit eine mechanische Bogenführung. Die Schutzhaube fängt die Späne mit maximaler kinetischer Energie auf und lenkt die Späne effizient in die Absaugung, so dass diese mit vermindertem Energiebedarf betrieben werden kann. Nachteilig an diesem System ist jedoch, dass die Aufhängung der Rollen sich als so elastisch erwiesen hat, dass die Rollen seitlich auswichen und vom Sägeblatt soweit abgetragen wurden, dass ein Spalt zwischen der Rolle und dem Sägeblatt zu groß wurde, um einen Ausriss zu vermeiden. Andruckrollen finden sich in DE 20 2013 101 927 U1 , wobei sie zum Führen von Werkstücken bei hohen Kräften dienen, nicht jedoch um einen Gegendruck zum Schneiddruck zu erzeigen. Dabei soll der Ausriss an den Schnittkanten bei Holzplatten oder entsprechende Verformungen von

Kunststoffplatten durch die Verwendung einer Ritzsäge unmittelbar am Schneidenaustritt verhindert werden.

Ferner werden Druckrollen an Schneidenein- und austritt in EP 0 036 964 B1 aufgeführt, um einen möglichst kurzen Kraftfluss und somit geringe Verformungen des Werkstückes zu erlangen.

Eine Rolle im Bereich des Sägeblatts wird ebenfalls in DE 10 2006 026 043 B4 beschrieben, allerdings zur Sägeblattherstellung und nicht zum -gebrauch.

Eine kinematische Führung von Elementen in Abhängigkeit von der Arbeitssituation ist in

DE 3 933 261 C2 beschrieben, allerdings handelt es sich um einen riemengetriebenen Spaltkeil und keine Ausrissvermeidung bei einem Sägevorgang.

Die wirkstellennahe Absaugung findet in DE 10 2012 007 344 A1 Erwähnung, allerdings ist kein kinematisch zwangsläufiger Zusammenhang zwischen Hauptspäneflugrichtung und Ausrichtung des Kanals offenbart.

Zur Staub- bzw. Späneleitung werden in der DE 3 525 092 A1 werden feste - also von der

Werkstückdicke unabhängig platzierte - Luftstrahlen vorgeschlagen. Da die kinetische Energie der Späne quadratisch von der Tangentialgeschwindigkeit vt abhängt, ist der zusätzliche Energieaufwand entsprechend dem Anwendungsbereich wirtschaftlich abzuwägen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Trennvorrichtung gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass unter Vermeidung der genannten Nachteile ein sauberes Schnittbild an der Schneidenaustrittsseite gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.

Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine hinreichend steife kinematische

Anbindung der Schutzhaube an das Sägenaggregat bei gleicher Führung der Druckmittel am

Schneidenaustriff auf einfache Weise die genannten Nachteile vermeiden lassen.

Die Erfindung betrifft somit eine Trennvorrichtung mit einem Gehäuse. In dem Gehäuse ist ein angetriebenes scheibenförmiges Trennwerkzeug zum Trennen eines Werkstücks gelagert. Hierbei sind auf einer Umfangsseite des Trennwerkzeugs Trennmittel mit jeweils einer zugeordneten Schneide angeordnet, welche beim Trennen in Abhängigkeit einer Vorschubgeschwindigkeit des Trennwerkzeugs relativ zum Werkstück in das zu trennende Material des Werkstücks auf einer Schneideneintrittsseite des Werkstücks eindringen, auf einer hierzu entfernt gelegenen Schneidenaustrittsseite des Werkstücks austreten und dabei Material des Werkstücks spanend abtragen. Zudem ist zumindest ein Druckmittel vorgesehen, welches auf der Schneidenaustrittsseite seitlich des Trennwerkzeugs im Bereich der Schneide auf die Oberfläche der Schneidenaustrittsseite über die Schneidenaustrittsfläche einen Druck p H ausübt und gegenüber dem Gehäuse schwenkbar gelagert ist. Nach der Erfindung ist das

Druckmittel an einem Ende zumindest einer Schwinge in dieser gelagert. Die Schwinge ist über ein erstes Gelenk mit einer ersten Gelenkachse mit dem Gehäuse verbunden. Die Schwinge ist um die erste Gelenkachse schwenkbar gelagert. Die erste Gelenkachse ist dabei parallel zur Drehachse des Trennwerkzeugs angeordnet. Durch die Schwinge ergibt sich auf einfache Weise eine geringere elastische Verformung der Aufhängung des Druckmittels. Zudem bleibt die bogenförmige Verfahrbarkeit des DRuckmittels erhalten, welche zum Ausgleich unterschiedlicher Werkstückdicken und somit unterschiedlicher Eingriffstiefen des Trennwerkzeugs notwendig ist.

Vorzugsweise ist das Druckmittel in Form von zumindest einer Rolle ausgebildet, wobei die Rolle einen vorbestimmten Radius aufweist und die Gelenkachse zur Drehachse des Trennwerkzeugs zumindest um den Radius der Rollen in Richtung Schneidenaustrittsseite versetzt ist. Die Reibungskräfte während der Vorschubbewegung werden dadurch reduziert und die Trennbewegung mit der Trennvorrichtung erleichtert.

Um eine über den Bogenverlauf der Rolle konstante Relativanordnung der Rolle zum

Schneidenaustrittsbereich zu erhalten, ist die erste Gelenkachse relativ zur Drehachse vertikal zu einer Auflageebene der Trennvorrichtung nach oben versetzt angeordnet.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Schwinge mehrteilig aufgebaut und bildet dabei ein Schwingen-Parallelogramm. Das Parallelogramm ist dabei ein konvexes Viereck mit gegenüberliegenden parallele Seiten wie spezielle Trapeze und auch zweidimensionale

Parallelepipede. Insofern können unterschiedliche Ausbildungen das Parallogramm bilden.

Vorzugsweise umfasst das Schwingen-Parallelogramm eine erste und zweite Teilschwinge und eine Koppel. Die erste Teilschwinge ist über das erste Gehäusegelenk und die zweite Teilschwinge ist über ein zweites Gehäusegelenk mit dem Gehäuse verbunden. Die Koppel ist an der dem zugeordneten Gehäusegelenk entfernt gelegenen Seite der ersten und zweiten Teilschwinge jeweils gelenkig über ein erstes und zweites Teilschwingengelenk mit der ersten und zweiten Teilschwinge und an seinem einen freien Ende mit dem Druckmittel verbunden. Auf einfache Weise wird hierdurch erreicht, dass die Gelenke der Schwinge weiter nach oben versetzt werden können und somit nicht mit dem Lager und den Antrieb des Trennwerkzeugs kollidieren. Hierdurch ergibt sich ein breiterer Gestaltungsspielraum, es lässt sich auch die Konstruktion vereinfachen und die maximale kinetische Energie für den

Spanabtransport aufrechterhalten.

Um insbesondere eine gleichförmige Bewegung des Druckmittels mit den Trennwerkzeug zu ermöglichen, sind die Gelenkachsen des ersten und zweiten Gehäusegelenks und des ersten und zweiten Teilschwingengelenks parallel zu der Drehachse des Trennwerkzeugs ausgerichtet.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die Gelenkachse des ersten Gehäusegelenks, des zweiten Gehäusegelenks und die Drehachse des Trennwerkzeugs auf einer senkrecht zu diesen Achsen verlaufenden ersten Geraden angeordnet. Insbesondere verläuft dabei die erste Gerade senkrecht zu der Auflageebene der Trennvorrichtung.

Zur Vervollständigung des Parallelogramms sind die Gelenkachsen des ersten Teilschwingengelenks, des zweiten Teilschwingengelenks und die Drehachse der Rolle auf einer senkrecht zu diesen Achsen verlaufenden zweiten Geraden angeordnet.

Insbesondere verläuft die zweite Gerade senkrecht zu der Auflageebene der Trennvorrichtung. Vorzugsweise verläuft die zweite Gerade parallel zur ersten Gerade.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bildet die Schwinge ein Krafteinleitungselement, das die erforderliche Kraft zum Erzeugen des notwendigen Drucks auf den Bereich des Schneidenaustritts auf die Schneidenaustrittsfläche über das Druckmittel auf die Schneidenaustrittsfläche überträgt. Der notwendige Druck ist dabei groß genug, um ein Ausreißen der Späne zu verhindern.

Der notwendige Druck kann dabei unterschiedlich erzeugt werden. Zum einen regelt bestimmbar die Schwinge über ein definiertes Eigengewicht den Druck über das Druckmittel.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann eine Feder an der Schwinge anliegen, die über die Schwinge und das Druckmittel auf die Schneidenaustrittsfläche wirkt und den Druck bestimmbar regelt.

Wiederum alternativ oder ergänzend hierzu kann ein motorischer, vorzugsweise pneumatischen,

Antrieb an die Schwinge angreift, der über die Schwinge und das Druckmittel auf die

Schneidenaustrittsfläche wirkt und den Druck bestimmbar regelt.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der auf die Schneidenaustrittsfläche durch das Druckmittel erzeugte Druck p H räumlich so verteilt, dass dieser den durch die Schneiden jeweils im Material erzeugten Schneidendruck p s im Bereich der Schneidenaustrittsfläche kompensiert, so dass in diesem Bereich gilt: p H ^ Ps-

Gemäß einer Ausführungsform der kinematischen Kette werden Widerstandskräfte in dem Druckmittel, wie in der Rolle oder den Rollen, die durch den Vorschub des Werkstückes relativ zum Trennwerkzeug entstehen, durch Druckkräfte in den Schwingen in das Gehäuse weitergeleitet, welche wiederum das Druckmittel gegen das Werkstück drücken und einen Druck erzeugen. Hierbei kann eine berechenbare Servowirkung entstehen.

Nachdem der durch die Schneide erzeugte Schneidendruck p s durch die Vortriebsgeschwindigkeit aber auch durch die Rotationskraft des Trennwerkzeugs variieren kann, sind Mittel zum Einstellen des Drucks p H des Druckmittels auf die Schneidenaustrittsfläche vorgesehen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Schwinge und die durch die Schwinge ermöglichte Kreisbahn des Auflagen bereichs des Druckmittels durch eine Viergelenk-Konstruktion mit Teilschwingen und Koppeln, oder durch ein kurvengesteuertes Getriebe oder durch einen Zweiachs- Linearantrieb gebildet werden. Vorzugsweise bildet eine Kreissäge die Trennvorrichtung, wie diese eben beschrieben wurde, mit einem Sägeblatt als Trennwerkzeug und auf dem Sägeblatt am Umfang angeordneten Sägezähnen mit jeweils einer Schneide als Trennmittel.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.

In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:

Fig. 1 a eine schematische Seitenansicht eines Sägeblattes beim Eingriff in ein Werkstück zur

Veranschaulichung der der Erfindung zugrunde liegenden Problematik;

Fig. 1 b eine vergrößerte Detailansicht von Figur 1 a,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht auf dem Bereich einer Rolle neben dem Sägeblatt,

Fig. 3 eine Detailansicht eines Sägezahns eines Sägeblattes in einem Werkstück mit Rollen,

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8 eine Seitenansicht a einer fünften Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9 eine Schnittansicht A-A von Fig. 8;

Fig. 10a eine Seitenansicht einer sechsten Ausführungsform mit einer ersten Schnitttiefe; Fig. 10b eine Seitenansicht einer sechsten Ausführungsform mit einer zweiten Schnitttiefe, und

Fig. 10c eine Seitenansicht einer sechsten Ausführungsform mit einer dritten Schnitttiefe.

In den Fig. 1 a, Fig. 1 b, Fig. 2 und Fig. 3 ist schematisch im Detail das beim Trennen, insbesondere beim Sägen, auftretende Problem eines unsauberen Schnittbildes veranschaulicht.

Während des Kreissägens trennt ein Sägeblatt 10 einer hier im Detail nicht weiter dargestellten

Kreissäge 8 beispielsweise eine Platte 12 als ein zu trennendes Werkstück, indem es mit der Drehzahl n dreht und sich mit der Relativgeschwindigkeit D v zu dieser bewegt. Ein Sägezahn 14 des Sägeblattes 10 mit einer Schneide 14a, welcher in das Material der Platte 12 eingreift, durchläuft die Platte 12 mit der Tangentialgeschwindigkeit vt. Dabei entsteht ein Schneiddruck p s , der einerseits durch seinen großen Gradienten die zum Spanen erforderliche Scherspannung T S erzeugt, aber mitunter vom Material der Platte 12 an der Oberseite 16 des Schneidenaustritts nicht gehalten werden kann: In erster Näherung gilt, dass die an der Oberfläche der Oberseite 16 zulässige Zugspannung s z, zuΐ < Ps überschritten wird und die Oberfläche im Bereich 18 des Schneidenaustritts folglich ausreißt, oder Späne oder Teile von Spänen teilweise noch mit der Kante 22 im Bereich 18 des Schneidenaustritts verbunden sind. Durch das Ausreißen ergeben sich an der Oberseite 16 der Platte 12 im Bereich der Schnittfläche 20 und in der Schnittfläche 20 selbst Vertiefungen. An den Kanten 22 beiderseits des Schneidenaustritts ergibt sich dadurch ein unsauberes Schnittbild.

Zur Vermeidung derartiger unsauberer Schnittbilder müssen seitlich des Sägeblatts 10 auf der

Schneidenaustrittsseite der Platte 12 im Bereich 18 des Schneidenaustritts Rollen 24 vorgesehen werden, welche eine Druckspannung im Bereich 18 des Schneidenaustritts erzeugen. Hierbei wird über die Rollen 24 Druckspannung a d in Form von Hertzscher Pressung p H = a d auf das Werkstück im Bereich 18 des Schneidenaustritts aufgebracht. Die Rollen 24 sind dabei beidseits des Sägeblatts 10 räumlich gleich, nur jeweils auf einander entfernt gelegenen Seiten des Sägeblatts 10 angeordnet.

Grundsätzlich ist es möglich nur eine Rolle im Bereich 18 des Schneidenaustritts vorzusehen.

Bevorzugt werden aber zwei Rollen 24 vorgesehen.

Wenn zwei Rollen 24 das Sägeblatt 10 beidseitig derart umfassen, dass die durch die Rollen 24 auf die Oberseite 16 der Platte 12 im Bereich 18 des Schneidenaustritts aufgebrachten Pressungen zusammenfallen, wird p s durch p H überkompensiert und ein Ausriss verhindert. Ein exaktes Fluchten von Fußlinie FL einer Rolle 24 und Schneidenaustrittslinie SL des Sägezahns 14a des Sägeblatts 14 ist nicht erforderlich. Es genügt, wenn die räumlich verteilten Pressungen p H und p s so zusammenfallen, dass s z, zui nirgends überschritten wird. Auch ist ein kleiner Spalt SP zwischen Rollen 24 und dem Sägeblatt 10 zulässig, so lange die Festigkeitsbedingung erfüllt ist. Dieser Spalt SP bewirkt zusätzliche Biegespannungen, welche ebenfalls zu kompensieren sind.

Gemäß der Fig. 4 ist nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung die Rolle 24 über eine Schwinge 26 mit einem hier nicht näher dargestellten Gehäuse 28 lösbar verbunden. Der Anschlagpunkt 30 am Gehäuse 28 der Schwinge 24 liegt mit dem Radius R der Rollen 24 oberhalb einer Drehachse 32 des Sägeblattes 10. Die Fußlinie FL beider Rollen 24 bei beliebigen Schnitthöhen folgt stets exakt der Schneidenaustrittslinie SL und die Pressungen p s und p H fallen ideal zusammen.

Auch bei begrenzten elastischen Verformungen des Systems und/oder Fertigungsungenauigkeiten, also einem Versatz von Fußlinie FL und Schneidenaustrittslinie SL wird Ausriss vermieden. Bevorzugt sind die Fußlinie FL der Rolle 24 und die Schneidenaustrittslinie SL der Schneide 14a des Sägezahns 14 deckungsgleich. Um dies zu gewährleisten ist unter anderem der Anlenkpunkt 30 gegenüber der Drehachse 32 des Sägeblatts 10 um den Radius R der Rolle 24 nach oben versetzt.

Für jede Rolle 24 ist eine Schwinge 26 vorgesehen, welche um eine gemeinsame Drehachse im Anschlagpunkt drehbar ist. Die Schwinge 26 ist stets senkrecht zur Tangentialgeschwingkeit vt des Sägeblatts 10 bzw. des Sägezahns 14 gerichtet. Wird eine hier nicht näher dargestellte Schutzhaube montiert, fängt diese die Späne mit maximaler kinetischer Energie gerichtet ein und lenkt diese effizient in die Absaugung. Hierdurch kann die Absaugung mit vermindertem Energiebedarf betrieben werden.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Schwinge 26 als Parallelogramm- Führung ausgebildet, siehe Fig. 5. Das Parallelogramm ist dabei ein konvexes Viereck mit

gegenüberliegenden parallelen Seiten wie spezielle Trapeze und auch zweidimensionale

Parallelepipede. Insofern können unterschiedliche Ausbildungen das Parallelogramm bilden. Im vorliegenden Fall ist hierfür die Schwinge 26 mehrteilig aufgebaut und bildet ein Schwingen- Parallelogramm. Die Schwinge 26 umfasst eine erste Teilschwinge 34, eine zweite Teilschwinge 36 und eine Koppel 38. Die erste Teilschwinge 34 ist über ein erstes Gehäusegelenk 30a und die zweite Teilschwinge 36 ist über ein zweites Gehäusegelenk 30b mit dem Gehäuse 28 verbunden. Die Koppel 38 ist an dem dem zugeordneten Gehäusegelenk 30a, 30b entfernt gelegenen Seite der ersten Teilschwinge 34 und zweiten Teilschwinge 36 jeweils gelenkig über ein erstes und zweites

Teilschwingengelenk 40a, 40b mit der ersten Teilschwinge 34 und zweiten Teilschwinge 36 und an seinem einen freien Ende mit der Rolle 24 verbunden.

Die Gelenkachsen des ersten und zweiten Gehäusegelenks 30a, 30b und des ersten und zweiten Teilschwingengelenks 40a, 40b sind parallel zu der Drehachse des Sägeblatts 10 ausgerichtet. Die Gelenkachse des ersten Gehäusegelenks 30a, des zweiten Gehäusegelenks 30b und die Drehachse des Sägeblatts 10 sind auf einer senkrecht zu diesen Achsen verlaufenden ersten Geraden 42 angeordnet. Die erste Gerade 42 verläuft senkrecht zu einer Auflageebene 44 der Kreissäge 8.

Die Gelenkachsen des ersten Teilschwingengelenks 40a, des zweiten Teilschwingengelenks 40b und die Drehachse der Rolle 24 sind auf einer senkrecht zu diesen Achsen verlaufenden zweiten Geraden 46 angeordnet. Die zweite Gerade 46 verläuft senkrecht zu der Auflageebene 44 der Kreissäge 8.

Die Kreissäge 8 ist im Hinblick auf ihre Gesamtsteifigkeit hinsichtlich zulässiger Spalte SP sowie Versätze der Fußlinie FL und Schneidenaustrittslinie SL strukturmechanisch so auszulegen, dass je nach zu bearbeitendem Material die an dessen Oberfläche zulässige Zugspannung s Z: zui nicht überschritten wird.

Die durch die Rollen 24 auf die Oberseite 16 des Werkstücks erzeugte Pressung p H wird durch eine Kraft eingeleitet, welche über die Schwinge 26 auf die Rollen 24 wirkt. Die Schwinge 26 bildet dabei ein Krafteinleitungselement, das die erforderliche Kraft zum Erzeugen des notwendigen Drucks, also der Pressung p H auf den Bereich 18 des Schneidenaustritts über die Rolle 24 auf die

Schneidenaustrittsfläche überträgt, der groß genug ist, um ein Ausreißen der Späne zu verhindern. Die Kraft kann dabei durch das Eigengewicht der Schwinge 26 erzeugt werden, welches groß genug ist, um den notwendigen Druck zu erzeugen. Zudem kann die Kraft auch durch eine hier nicht näher dargestellte Feder an der Schwinge 26 erzeugt werden, welche über die Schwinge 26 und die Rolle 24 auf die Schneidenaustrittsfläche wirkt und den notwendigen Druck erzeugt. Denkbar ist auch ein motorischer Antrieb, der an die Schwinge 26 angreift und eine entsprechende Kraft erzeugt, welche über die Schwinge und die Rolle auf die Schneidenaustrittsfläche wirkt und den notwendigen Druck erzeugt. Auf alle Fälle ist der auf die Schneidenaustrittsfläche erzeugte Druck p H der Rolle 24 räumlich so verteilt, dass dieser den durch die Schneiden 14a jeweils im Material erzeugten Schneidendruck p s im Bereich der Schneidenaustrittsfläche kompensiert, so dass in diesem Bereich gilt: p H ^ Ps.

Zudem können auch Mittel zum Einstellen des Drucks der Rollen vorgesehen sein.

Gemäß der Fig. 6 ist nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung die Rolle 24 über die Schwinge 26 mit dem Gehäuse 28 lösbar verbunden. Vom Prinzip her enspricht diese Ausführungsform der ersten Ausführungsform. Die Rolle 24 ist jedoch nicht unmmittelbar an der Schwinge 26 gelagert, sondern über einen Sägenschuh 48, so dass die Schwenkachse 50 des Sägeschuhs 48 und des zugehörigen Gelenks 52 zwischen freiem Ende der Schwinge 26 und dem Sägenschuh 48 mit der auf dem

Werkstück 12 aufliegenden Fußlinie FL der Rolle 24 und der Schneidenaustrittslinie SL fluchtet.

Die Rolle 24 ist im Sägenschuh 48 drehbar gelagert. Der Sägenschuh 48 ist mit der Schwinge 26 im Bereich des Fußes der Rolle 24 über das Gelenk 52 verbunden. In dem Sägenschuh 48 ist die Rolle 24 senkrecht zu einer Auflagefläche des Sägeschuhs 48 geführt gelagert und mittels einer Feder 56 gegen einen Anschlag 54 gespannt. Die Rolle 24 ragt dabei unten leicht aus dem Sägenschuh 48 heraus und wird durch das Werkstück 12 angehoben, so dass diese frei rollen und den Schneiddruck kompensieren kann.

Bei realen Ausführungen liegt der Schwenkpunkt des Sägenschuhs 48 gegenüber der Kreissäge 8 üblicherweise weiter vorn. Auch hier kann durch eine ungleich komplexere Kinematik eine Kopplung derart erzielt werden, dass die Fußlinie FL der Rolle 24 und Schneidenaustrittslinie SL fluchten. Das Andrücken der Rolle 24 auf das Werkstück 12 kann z.B. durch Kräfte aus Eigengewicht und/oder Pneumatikzylindern aufgebracht und dosiert werden.

Eine alternative Parallelogrammführung zur zweiten Ausführungsform ist in Fig. 7 dargestellt. Zudem ist ein Sägenschuh 58 vorgesehenen, der mit dem Sägen über das Werkstück geführt wird. Der

Sägenschuh 58 ist mit einer geometrisch gleichen, aber mechanisch unabhängigen Vierglenkketten- Kinematik 60 an die Säge 8 gekoppelt. Vorzug dieser Ankopplung ist, dass die Rolle 24 auf vorne und hinter der Rolle 24 angeordnete Nocken 62 am Sägenschuh 58 zum Liegen kommt und somit beim Abheben der Kreissäge 8 definiert liegt. Eine konkretisierte Ausführung zeigt Fig. 8 und 9, in welcher auf einer Seite des Sägeblatts 10 eine kegelige Rolle 64 auch Gehrungsschnitte ermöglicht. Auf der anderen Seite des Sägeblattes 10 befindet sich eine zylindrische Rolle 66 mit einem Rezess 68, welcher eine konzentrierte Pressungseinbringung am Schneidenaustritt bewirkt. Beide Rollen 64 und 66 sind auf Nachstellachsen 70 mittels Lagern 72 geführt. Das Nachstellen zur Kompensation von Abtrag durch das Sägeblatt 10 geschieht durch ein Gewinde in einem Rollenhalter 74. Die Nachstellachse 70 wird mittels einer Klemmschraube 76 im Rollenhalter 74 gegen Verdrehen gesichert.

Für die konkretisierte Ausführung zeigen die Figuren 10a, 10b und 10c das Eintauchen des Sägeblattes 10 anhand drei unterschiedlicher Tiefen in das Werkstück 12. Insgesamt drei Hauben 78 sind gegeneinander derart beweglich, das sowohl alle Späne gefangen und abtransportiert werden, als auch das Sägeblatt 10 immer gekapselt ist.

Bezugszeichenliste

8 Kreissäge

10 Sägeblatt

12 Platte als zu trennendes Werkstück

14 Sägezahn

14a Schneide des Sägezahns 14

16 Oberseite des Werkstücks

18 Bereich des Schneidenaustritts

20 Schnittfläche

22 Kanten im Bereich der Schnittfläche 20

24 Rolle

26 Schwinge

28 Gehäuse

30 Anschlagspunkt

30a erstes Gehäusegelenk, unten

30b zweites Gehäusegelenk, oben

32 Drehachse des Sägeblatts 10

34 erste Teilschwinge, unten

36 zweite Teilschwinge, oben

38 Koppel, vertikal ausgerichtet

40a erstes Teilschwingengelenk, unten

40b zweites Teilschwingengelenk, oben 42 erste Gerade

44 Auflageebene der Kreissäge 8

46 zweite Gerade

48 Sägenschuh

50 Schwenkachse des Sägenschuhs

52 Gelenk

54 Anschlag

56 Feder

58 Sägenschuh

60 Viergelenksketten-Kinematik

62 Nocken

64 kegelige Rolle

66 zylindrische Rolle

68 Rezess

70 Nachstellachsen

72 Lager

74 Rollenhalter

76 Klemmschraube

78 Haube

FL Fußlinie

SL Schneidenaustrittslinie

SP Spalt

R Radius der Rolle 24