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Patent Searching and Data


Title:
BAND SAW AND SAW BLADE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/038844
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention addresses the problem of providing a saw blade with which it is possible to achieve a high cutting efficiency, a precise saw cut and a high surface quality at the cut surfaces. That problem is solved by the saw blade according to the invention, which comprises a plurality of teeth Z1,…, N of different geometries­, which recur at regular or irregular intervals, wherein the different geometries are determined by means of the following parameters: clearance angle α; wedge angle β; rake angle γ; tangential clearance angle αt; radial clearance angle αr; setting angle k1, 2, 3, …, N; height of the tooth Hvalue and breadth of the tooth Bvalue, wherein the tooth Z1 having the largest height Hvalue = Hmax has the largest clearance angle αmax and in descending order the tooth Z1+x having the smallest height Hvalue = Hmin has the smallest clearance angle αmin.

Inventors:
KWANKA WERNER (DE)
Application Number:
PCT/EP2010/005730
Publication Date:
April 07, 2011
Filing Date:
September 17, 2010
Export Citation:
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Assignee:
EBERLE & CIE GMBH J N (DE)
KWANKA WERNER (DE)
International Classes:
B23D61/02; B23D61/12
Foreign References:
DE19821525A11998-11-19
DE2459514A11976-06-24
DE7441898U
EP0900616A21999-03-10
US1919748A1933-07-25
US20040182218A12004-09-23
US5361665A1994-11-08
EP0715919A11996-06-12
US2126382A1938-08-09
US2829632A1958-04-08
DE102008037407A12009-04-09
Attorney, Agent or Firm:
BOSCH, Matthias et al. (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Sägeblatt mit einer Vielzahl von Zähnen Zi N, die unterschiedliche Geometrien aufweisen, die sich in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen wiederholen, wobei die unterschiedlichen Geometrien über die folgenden Parameter bestimmt werden:

- Freiwinkel α

Keilwinkel ß

Anstellwinkel κ1 2,3 N

Höhe des Zahnes HWert

dadurch gekennzeichnet, dass der Zahn Zi mit der größten Höhe Hwert =Hmax den größten Freiwinkel amax und in absteigender Folge der Zahn Zi+X mit der geringsten Höhe Hwert =Hmin den kleinsten Freiwinkel amjn aufweist.

2. Sägeblatt nach Anspruch 1 , wobei der Zahn Zi mit der größten Höhe Hmax die schmälste Breite Bwert = Bmjn und in absteigender Folge der Zahn Z-i+x mit der geringsten Höhe Hmin die größte Breite Bwert = Bmax aufweist.

3. Sägeblatt nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Spanwinkel γ bei dem Zahn Zi mit der größten Höhe HWert = Hmax am größten ist und in absteigen- der Folge der Spanwinkel γ bei dem Zahn Ζι+χ mit der geringsten Höhe HWert = Hmin am kleinsten ist.

4. Sägeblatt nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der tangentiale Freiwinkel at bei jedem zweiten Zahn Z3 gleich null ist.

5. Sägeblatt nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei jeder zweite Zahn mit geringster Höhe HWert = Hmin und einer maximalen Breite BWert = Bmax einen tangentialen und radialen Freiwinkel ar = 0, at = O auf. 6. Sägeblatt nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der radiale Freiwinkel ar und tangentiale Freiwinkel at bei jedem vierten oder fünften Zahn Z i+4 oder Zahn Z i+5 gleich null ist.

7. Sägeblatt nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Anstellwinkel Ki ,2,3 N benachbarter Zähne Z unterschiedlich ist.

8. Sägeblatt nach Anspruch 7, wobei der Unterschied des Anstellwinkel

Ki , 2,3,. ,N benachbarter Zähne zwischen 25° und 1 ° liegt. 9. Sägeblatt nach Anspruch 7, wobei der Unterschied des Anstellwinkel κ-1 ,2,3 N benachbarter Zähne zwischen 15° und 3° liegt.

10. Sägeblatt nach Anspruch 7, wobei der Unterschied des Anstellwinkel

K1 ,2,3, ,N benachbarter Zähne mindestens zwischen 7° und 5° liegt.

1 1. Sägeblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Anstellwinkel κ bei drei aufeinanderfolgenden Zähnen Ζι , Zi+i , und Z1+2 den folgenden Wert aufweist: K, = 22° K,+I = 35° K,+2 = 45°.

Description:
Bandsäge und Sägeblatt

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Sägeblatt, insbesondere für Bandsägen mit einer Vielzahl von Zähnen, die unterschiedliche Geometrien aufweisen, die sich in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen wiederholen.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Sägeblätter mit einer Vielzahl von Zähnen herzustellen, die unterschiedliche Geometrien aufweisen.

Aus DE 42 00 423 ist ein Sägeblatt mit einem Grundkörper und ungeschränkten Zähnen bekannt, das sich wiederholende Zyklen von Zähnen aufweist, wobei jeder Zyklus mindestens eine Zahngruppe mit von Zahn zu Zahn abnehmender Hö- he und dabei zunehmender Breite aufweist. Die Zähne sind symmetrisch zu einer Längsmittelebene durch den Grundkörper ausgebildet. Die wirksamen Schneiden bzw. Schneidenabschnitte sämtlicher Zähne sind jeweils von einer abknickenden Schnittkante gebildet, deren innerer Abschnitt etwa senkrecht zur Längsmittelebene verläuft und an den sich nach außen eine zum Grundkörper hin geneigte Phase anschließt. Der breiteste Zahn in der Zahngruppe weist zwischen Phase und Flanke einen Winkel größer 90° auf.

Bei der Verwendung derartiger Sägeblätter hat es sich als nachteilig erwiesen, dass trotz guter Schnittleistung die Rautiefe R z relativ grob ist. Dies wird auf die Aufschwinganfälligkeit derartiger Sägeblätter zurückgeführt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Sägeblatt bereitzustellen, mit dem sowohl eine hohe Schnittleistung, ein präzises Schnittbild und an den Schnittflächen eine hohe Oberflächengüte erzielt werden kann. Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Sägeblatt mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprü- chen 2 - 10 wiedergegeben.

Das erfindungsgemäße Sägeblatt weist eine Vielzahl von Zähnen Zi N mit unterschiedlichen Geometrien auf, die sich in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen wiederholen, wobei die unterschiedlichen Geometrien über die folgenden Parameter bestimmt werden: Freiwinkel a; Keilwinkel ß; Spanwinkel γ; Tangentialer Freiwinkel a t ; Radialer Freiwinkel a r ; Anstellwinkel κ 2 ,3 N! Höhe des Zahnes

Hwert und Breite des Zahnes B We rt, wobei der Zahn Zi mit der größten Höhe H We rt =H max den größten Freiwinkel a max und in absteigender Folge der Zahn Zi +X mit der geringsten Höhe Hwert =H m i n den größten Freiwinkel a m in aufweist.

Erfindungsgemäß wiederholt sich die Zahngeometrie in regelmäßigen oder auch in unregelmäßigen Abständen, so dass ein negatives Aufschwingverhalten vermieden wird. Die vorliegende Erfindung entfaltet ihre Vorteile insbesondere bei Bandsägen. Die vorliegende Erfindung kann aber auch bei Kreissägen oder bei anderen Sägeblätter eingesetzt werden.

Da Bandsägen aus einem geschlossenen Band bestehen, kann die für diese Erfindung erforderliche Bezifferung der Zähne bei jedem beliebigen Zahn mit Zi beginnen. Die fortlaufende Bezifferung der Zähne erfolgt mit Z< \ , Z2, ... Z N in Schnitt- richtung. Die Zahngeometrie wiederholt sich erfindungsgemäß nach jedem dritten, vierten oder N-ten Zahn. Es ist aber auch möglich, dass sich die Zahngeometrie in unregelmäßigen Abständen wiederholt.

Bei einer regelmäßigen Wiederholung der Zahlengeometrie kann es vorteilhaft sein, ein Wiederholungsmuster beispielsweise der folgenden Weise vorzunehmen: N=3, d.h. nach drei Zähnen wiederholt sich die Zahngeometrie; N=4, d.h. nach vier Zähnen wiederholt sich die Zahngeometrie, usw. Mit Wiederholung der Zahngeometrie wird sich erfindungsgemäß auch die Parametermodifikationen für die Breite Bwert, Höhe Hwert, Spanwinkel γ, und Freiwinkel a, a t , a r wiederholen.

Bei einer unregelmäßigen Wiederholung der Zahngeometrie kann es vorteilhaft sein, ein Wiederholungsmuster beispielsweise der folgenden Weise vorzunehmen: N = 3, 4, 5 oder 6, d.h. beispielsweise (3, 4, 3, ...); (3, 5, 3, ...); (4, 5, 4, 4, 5, ...); (3, 5, 6, 5, 3, ...), wobei die Ziffern die Wiederholung der Parametermodifikationen für die Breite Bwert, Höhe H W ert, Spanwinkel γ, und Freiwinkel a, a t , a r wiedergeben.

Vorteilhafterweise ist der Zahn Zi mit der größten Höhe H ma mit der schmälsten Breite Bwen = B min ausgebildet und in absteigender Folge weist der Zahn Z 1+x mit der geringsten Höhe H m i n die größte Breite B We rt = B max auf.

Vorteilhafterweise ist der Spanwinkel γι bei dem Zahn Zi mit der größten Höhe Hwert = H max am größten ausgebildet und in absteigender Folge wird der Winkel γ 1+χ bei dem Zahn Zi +X mit der geringsten Höhe Hwen = H m i n am kleinsten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sägeblatts ist der tangentiale und radiale Freiwinkel a r , a t bei jedem zweiten, dritten, vierten o- der fünften Zahn gleich Null.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist jeder zweite Zahn mit geringster Höhe Hwen = H min und einer maximalen Breite B We rt = B ma einen tangentialen und radialen Freiwinkel a r , a t gleich Null auf.

Vorteilhafterweise ist das erfindungsgemäße Sägeblatt so ausgebildet, dass der

Anstellwinkel κ-ι ,2,3 N bei benachbarten Zähnen unterschiedlich ist. Dieser An- Stellwinkel kann bei benachbarten Zähnen einen Unterschied zwischen 1° und 25° aufweisen, vorteilhafterweise zwischen 3° und 15° liegen, oder bei einer bevor- zugten Ausführungsform kann der Unterschied des Anstellwinkels Ki ,2,3 N von benachbarten Zähnen mindestens zwischen 5° und 7° sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Anstell- winkel K bei drei aufeinanderfolgenden Zähnen Z,, Z,+i und Z,+2 nach den folgenden Werten ausgebildet: Ki = 22°, K i+1 = 35°, K i+2 = 45°.

Mit dem vorliegenden erfindungsgemäßen Sägeblatt werden folgenden Vorteile erzielt.

Durch die unterschiedliche Höhe und Breite von aufeinanderfolgenden Schneidzähnen verteilt sich die Schnittleistung so auf die Vielzahl von Zähnen, dass ein gegenüber dem Stand der Technik sehr gleichmäßiger und ruhiger Schnittverlauf erzielt wird. Dies verhindert Schneidausbrüche sowie Schneidkantenausbrüche.

Ferner wird durch die Variation des Anstellwinkels sowie durch die erfindungsgemäße Modifikation der tangentialen Freiwinkel a t und a r eine gegenüber dem Stand der Technik höhere Oberflächenqualität, insbesondere der Rautiefe erzielt. Durch die erfindungsgemäße Wahl der Parameter wird der Vorteil erzielt, dass die Laufruhe gegenüber herkömmlichen Sägeblätter höher ist, so daß auch die Geräuschbelastung wesentlich geringer ausfällt. Während bei herkömmlichen Sägeblättern der Lärmpegel bis zu 120 dB betragen kann, ist dieser bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wesentlich geringer.

Erfindungsgemäß sind die Parameter Höhe und Breite des Zahnes so auf die tangentialen Freiwinkel a t und a r abgestimmt, dass durch die erzielte Laufruhe während des Sägens die Schnittflächen nicht durch Schwingungen des Sägebandes in ihrer Oberflächenqualität beeinträchtigt wird, sondern der Schnittkanal auf bei- den Seiten eine hohe Oberflächengüte und eine geringe Welligkeit aufweist. Während die Minimierung der Welligkeit im Wesentlichen auf die Höhe und Breite der Schneidzähne zurückzuführen ist, wird die Rautiefe R z im Wesentlichen durch die Modifikation der tangentialen Freiwinkel a t und a r beeinflusst. Die erfindungsgemäße Abstimmung dieser Parametergruppen, insbesondere die regelmäßige Reduzierung der tangentialen Freiwinkel a t und a r auf Null bei dem erfindungsgemäßen Sägeblatt führt zu einer Oberflächengüte, die mit Sägeblättern des Standes der Technik bislang nicht erzielt werden konnte.

Vier bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert, wobei das Ausführungsbeispiel 1 und dessen Parameter in der nachfolgenden Tabelle besonders detailliert erläutert wird.

Für die Ausführungsbeispiele 2, 3 und 4 sind die Parameterangaben (Höhe, Pha- senbreite und Breite) von Ausführungsbeispiel 1 mittels Dreisatz anzupassen. Beispiel: 1 ,6 mm Banddicke /2,4 mm max. Phasenbreite entspricht 0,9 mm Banddicke / 1 ,7 mm max. Phasenbreite.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel 1 wird auf einem Sägeblatt mit einer Band- dicke von 1 ,6 mm und einer 3-er Gruppe von Zähnen , 2 und 3 ausgeführt.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel 2 wird auf einem Sägeblatt mit einer Banddicke von 0,9 mm und einer 3-er Gruppe von Zähnen 1 , 2 und 3 ausgeführt.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel 3 wird auf einem Sägeblatt mit einer Banddicke von 1 ,1 mm und einer 3-er Gruppe von Zähnen 1 , 2 und 3 ausgeführt.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel 4 wird auf einem Sägeblatt mit einer Band- dicke von 1 ,3 mm und einer 3-er Gruppe von Zähnen 1 , 2 und 3 ausgeführt.

Es zeigen:

Figur 1 eine Frontaleinzelansicht von drei Schneidzähnen Zi, Z 2 , Z3 der vorlie- genden Erfindung des Ausführungsbeispiels 1 ;

Figur 2 eine Seitenansicht der Zähne Zi, Z 2 , Z3 der vorliegenden Erfindung des Ausführungsbeispiels 1 ; Figur 3 eine Draufsicht der Zähne Ζ-ι, Z 2 , Z3 der vorliegenden Erfindung des Ausführungsbeispiels 1 ; Figur 4 eine Frontalansicht von drei Schneidzähnen Ζ-ι, Z 2 , Z3 der vorliegenden Erfindung des Ausführungsbeispiels 1 ;

Figur 5 eine schematische Darstellung von drei Schneidzähnen Zi , Z 2l Z 3 und de- ren Spanflächen sowie die Spanquerschnitte der einzelnen Zähne bei einem Vorschub f z =0, 01 mm der vorliegenden Erfindung des Ausführungsbeispiels 1 ;

Figur 6 eine schematische Darstellung von drei Schneidzähnen Z-i, Z 2 , Z 3 und deren Spanflächen der vorliegenden Erfindung des Ausführungsbeispiels 2;

Figur 7 eine schematische Darstellung von drei Schneidzähnen Zi, Z 2 , Z 3 und deren Spanflächen der vorliegenden Erfindung des Ausführungsbeispiels 3;

Figur 8 eine schematische Darstellung von drei Schneidzähnen Zi, Z 2 , Z 3 und de- ren Spanflächen der vorliegenden Erfindung des Ausführungsbeispiels 4;

Figur 9 eine schematische Drauf- und Seitenansicht von sechs Zähnen mit einem Zahn 3 * mit radialem Freiwinkel a r = 0.

Die Dimensionierungsangaben für das Ausführungsbeispiel 1 sind direkt den Zeichnungen 1 bis 4 zu entnehmen.

Das erfindungsgemäße Sägeblatt mit den Merkmalen gemäß Ausführungsbeispiel 1 wurde einem Belastungstest unterzogen, bei dem die Schnittgeschwindigkeit bei 70 m/min und der Vorschub bei 25 mm/min lag. Für Versuchszwecke wurde der Vorschub auf bis zu 100 mm/min hochgefahren, wobei es dennoch zu keinen Ausbrüchen kam. Bei diesem Belastungstest wurde ein Zylinderprofil von 250 mm Durchmesser aus 1.4571 Material austenitischen Stahls verwendet. Die Rautiefe R z lag zwischen 25 und 40 μητι. Gegenüber herkömmlichen Sägeblättern konnte mit dem erfindungsgemäßen Sägeblatt eine Verbesserung der Oberflächegüte erzielt werden; die Verschleißmarkenbreite war 20% geringer als bei herkömmlichen Sägeblättern.

In den Figuren 5 bis 8 sind die Spanflächen der erfindungsgemäßen Sägeblätter- Varianten dargestellt. Zur Verhinderung bzw. Reduzierung des schädlichen Aufschwingverhaltens, das sowohl eine höhere Geräuschemission als auch eine schlechtere Oberflächengüte zur Folge hat, werden erfindungsgemäß die

Spanflächen der Zähne so dimensioniert, dass aufeinanderfolgende Zähne keine gleichen Spanflächen aufweisen. Gemäß Figur 5 bedeutet dies für das Ausfüh- rungsbeispiel 1 , dass Zahn 1 eine Spanfläche von 0,92 mm 2 , Zahn 2 eine Spanflächen von 0,88 mm 2 und Zahn 3 eine Spanfläche von 0,60 mm 2 aufweist. Die unterschiedlichen Spanflächen der Ausführungsbeispiele 2, 3 und 4 sind den Figuren 6, 7 und 8 zu entnehmen.

Erfindungsgemäß wird vom höchsten Zahn somit die größte Spanfläche und von den absteigend kürzeren Zähnen eine abnehmend kleinere Spanfläche im Schnittprozeß abgetragen.