Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Messung und Einstellung der Spannung eines Bandsägeblattes, bei der dieses gemäss dem Verfahren geführt wird. Ferner umfasst die Erfindung eine Bandsägemaschine, bei welcher das Bandsägeblatt ebenfalls nach dem Verfahren des Anspruches 1 geführt wird.

Bekanntlich sollen Bandsägeblätter bei ihrer Verwendung möglichst Material zerspanen. Dies bedeutet, dass die Bandsägeblätter in ihrem geraden Streckenverlauf zwischen den beiden Umlenkstationen absolut flach sein sollen. Des weiteren soll ein Bandsägeblatt in den Umlenkstationen möglichst ortsgleich verlaufend geführt sein. Ist das Bandsägeblatt im Führungsbereich der Umlenkstationen nur gekrümmt in Richtung des Verlaufs der Umlenkstationen, d. h. praktisch auf einem Halbkreis verlaufend, so müssten die Walzen, Rollen oder Umlenkräder praktisch zylindrisch sein.

Auf einer zylindrischen Fläche hätte das Bandsägeblatt aber eine ungenügende Führung und würde verlaufen. Entsprechend hat man diese Umlenkrollen, Walzen oder Räder mit leicht bombierten Flächen versehen. Die Bandsägeblätter müssen folglich auf den geraden Strecken vollkommen eben verlaufen, während sie in der Krümmung der Umlenkstation eine bombierte Form aufweisen sollen. Dies wird erreicht, indem man mittels Druckwalzen in den sogenannten Körper des Bandsägeblattes eine Spannung einpresst, die dazu führt, dass das Band im gekrümmten Bereich eine gewölbte Form einnnimmt.

Dieses Einwalzen einer Spannung im Bandsägeblatt ist eine äusserst heikle, und daher mit viel Erfahrung verbundene Tätigkeit. Die richtige Einstellung dieser Vorspannung hat wesentlichen Einfluss auf das problemlose Arbeiten in einem Sägewerk, auf die erzielbare Leistung und vor allem auch auf die Lebensdauer des Bandsägeblattes. Mittels den Druckwalzen wird aber nicht nur die Spannung im Bandsägeblatt eingestellt, sondern gleichzeitig dessen Form bestimmt. So lassen sich eventuelle vorhandene Unebenheiten mittels den Druckwalzen korrigieren und ebenso der exakt gerade Verlauf der Rückkante des Bandsägeblattes.

Bis heute ist es üblich, dass der Fachmann, welcher diese Arbeit durchführt, das freie, nicht eingespannte Bandsägeblatt von Hand anhebt und etwa im Kuppenbereich mittels einem Lineal oder mittels einer Schablone die Wölbung des Bandsägeblattes feststellt und markiert, an welcher Stelle eventuelle Korrekturen vorgenommen werden sollen. Dies ist im wesentlichen eine Handarbeit, während anschliessend mittels einer einfachen Maschine mit Druckwalzen die Spannungen in das Bandsägeblatt gepresst werden.

Aus der Europäischen Patentanmeldung EP-A-0'820'829 (Walter Oppliger, Uetendorf) ist eine Vorrichtung bekannt, bei der das Bandsägeblatt nicht nur mittels entsprechenden Druckwalzen vorgespannt werden kann, sondern mit welcher zudem die Vorspannung in einem gekrümmten Verlauf des Bandsägeblattes gemessen werden kann. Bei dieser Vorrichtung wird im Prinzip das handwerkliche Vorgehen nachgebildet.

Hierbei wird das Bandsägeblatt bezüglich einer Auflage nach oben geführt und von diesen höheren Bereich in einer freien Kurve wieder auf die Auflage zurückgeführt. Die Messung erfolgt hier im absteigenden Bereich, womit nicht die gewünschte Krümmung direkt gemessen wird, sondern eigentlich die umgekehrte Wölbung. Versuche der Anmelderin haben nun gezeigt, dass diese Messung unzuverlässige Resultate zeitigt. Der Grund hierfür ist der freie, nicht kontrollierte Verlauf des Bandsägeblattes, wobei die noch vorhandenen Restspannungen im Band den Verlauf der Kurve verändert und folglich auch die Wölbung selber mitbeeinflusst. Auf dem Markt ist ferner eine Vorrichtung erhältlich, zur Messung und Bildung der Spannung in einem Bandsägeblatt ähnlich der erwähnten Vorrichtung nach EP-A-0'820'829. Hier wird die Messung kurz vor dem Übergang in die geradlinige Strecke noch im Bereich des konstanten Radius gemessen. Eine Nachbildung dieser Messstrecke durch den Anmelder zeigte ebenfalls ungenaue und variierende Resultate. Um möglichst gleichbleibende Resultate zu erzielen, muss das Bandsägeblatt in dieser von der Firma Ishida Trading Co.

Ltd. vertriebenen Maschine eine genügende Zugspannung aufweisen. Um möglichst gleichbleibende Werte zu erhalten, muss das Bandsägeblatt im Messbereich mittels Niederhalter möglichst gleichbleibend geführt werden. Dies ergibt aber einen Zwang, der direkt mit den gewünschten eingeprägten Spannungen im Widerstreit steht und zu verfälschenden Resultaten führt.

Mittels sehr aufwendiger Versuche, hat der Anmelder schliesslich eine Lösung gefunden, die zu äusserst exakt wiederholbaren Messresultaten führt. Davon ausgehend, dass man weiss, dass das Bandsägeblatt im geradlinigen Streckenverlauf absolut eben sein soll, und im gekrümmten Bereich eine Bombierung aufweisen soll, kann man somit davon ausgehen, dass das Bandsägeblatt im Übergangsbereich praktisch somit auf einer Linie eine sprunghafte Formveränderung vornimmt. Diese sprunghafte Veränderung führt aber zu den unerwünschten Unregelmässigkeiten bei den Messungen. Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, bei dem die sprunghafte Spannungsänderung im Bandsägeblatt vermieden werden kann.

Diese Aufgabe löst ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Als besonders geeignete Form eines Streckenbereiches mit zunehmendem Radius hat sich die Form eines klothoiden Bogens herausgestellt.

Die Führung des Bandsägeblattes, gemäss dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, ergab nun die Möglichkeit, eine Vorrichtung zur Messung und Einstellung der Spannung eines Bandsägeblattes zu realisieren, welche derart exakte Messungen zuliess, dass man eine Vorrichtung bauen kann, mittels welcher die Bandsägeblätter nun automatisch korrekt geformt werden können. Dies lässt sich erreichen mittels einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 3.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen dieser Vorrichtung gehen aus den abhängigen Ansprüchen 4 bis 10 hervor.

Aus der Überlegung, dass offensichtlich die erfindungsgemässe Führung eines Bandsägeblattes die sprunghafte Veränderung der Geometrie des Bandsägeblattes weitgehend vermeidet, hat man die Vermutung angestellt, dass die bisherige sprunghafte Spannungsveränderung auch massgebend für die Rissbildung im Bandsägeblatt verantwortlich sein könnte. Es wird daher vorgeschlagen, eine Bandsägemaschine auszubilden, bei der das Bandsägeblatt gemäss dem Verfahren nach Anspruch 1 geführt ist und die Merkmale des Patentanspruches 11 aufweist. Weitere erfindungsgemässe Ausführungen dieser Bandsägemaschine gehen aus den abhängigen Ansprüchen 12 und 13 hervor.

In der beiliegenden Zeichnung ist eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Sägebandführung in Details dargestellt und die erfindungsgemässen Anwendungen schematisch gezeigt.

Es zeigt : Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Streckenbereiches, in welchem das Bandsägeblatt mit zunehmendem Radius geführt ist ; Figur 2 zeigt in vereinfachter Darstellung eine Vorrichtung zum Messen und Spannen eines Bandsägeblattes und Figur 3 ist eine rein schematische Darstellung einer Bandsägemaschine mit den Merkmalen der Erfindung.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist am deutlichsten anhand der Figur 3 zu erläutern. Das Bandsägeblatt selbst ist mit der Bezugszahl 1 bezeichnet. Im Abstand voneinander sind zwei Umlenkstationen 2 dargestellt. Im Falle einer Bandsägemaschine werden die Umlenkstationen 2 durch entsprechende Räder gebildet. In anderen Anwendungen, beispielsweise in der Anwendung einer Vorrichtung zur Messung und Einstellung der Spannung eines Bandsägeblattes, kann die Umlenkstation auch durch eine Vielzahl von Rollen oder Walzen gebildet sein, die auch eine mindestens annähernd kreisförmige Bahn definieren.

Die Figur 3, welche symbolisch die Anordnung einer Bandage- maschine darstellt, ist so gestaltet, dass man in der rechten Hälfte auf der Seite A die konventionelle Führung eines Bandsägeblattes ersieht, während in der linken Bildhälfte B die erfindungsgemässe Führung des Bandsägeblattes dargestellt ist.

In der konventionellen Führung eines Bandsägeblattes läuft dieses bei den Umlenkstationen 2 entlang eines halben Umfanges der Umlenkräder. Im Bereich zwischen den beiden Umlenkstationen 2 verläuft das Bandsägeblatt gerade entlang einer Linie, welche die gemeinsame Tangente an den beiden Umlenkrädern bildet.

Im Gegensatz dazu ist in der linken Bildhälfte die Bandführung verschieden. Hier sind nicht nur zwei verschiedene Bandverlaufsrichtungsabschnitte erkennbar, sondern drei. Der Abschnitt I stellt jenen Bereich dar, in dem das Bandsägeblatt um das Umlenkrad der Umlenkstation 2 verläuft. In diesem Bereich ist der Verlaufskreis bogenförmig, d. h. der Radius in diesem Bereich ist konstant.

Diesem Bereich folgt ein zweiter erfindungsgemässer Bereich II, in dem das Bandsägeblatt auf einer Kurve mit kontinuierlich zunehmendem Radius Rvar verläuft. In diesem Abschnitt verläuft das Bandsägeblatt vorzugsweise in der Form eines klothoiden Bogens. Letztlich verbleibt noch ein Abschnitt III, in dem das Bandsägeblatt vollkommen gerade verläuft. In diesem Bereich bildet bei dieser AusfAhrungsform allerdings die durch diese Strecke III gelegte Gerade nicht die gemeinsame Tangente an den Kurven mit konstantem Radius, bzw. an den beiden Rädern der Umlenk- stationen 2, sondern ist dazu parallel versetzt. Diese Distanz der parallelen Versetzung wird oftmals Abrückung genannt und in den meisten mathematischen Formeln mit E bezeichnet. Auf die genaue Ausgestaltung eines klothoiden Bogens braucht in diesem Zusammenhang nicht eingegangen werden, da dies in der mathematischen Literatur ausgiebig behandelt wird und jedermann zur freien Verfügung steht.

Entsprechend wird auch von der Herleitung des entsprechenden Integrals abgesehen.

In der symbolhaft vereinfachten Figur 3 stellt die Linie 40 das Niveau des Tisches der Bandsägemaschine dar. Der freie Nutzraum zur Durchführung des zu sägenden Materials wird somit durch die erfindungsgemässe Führung des Sägebandes nicht beeinträchtigt.

Die eigentliche Ausgestaltung des klothoiden Bogens, bzw. des Bereiches in dem das Bandsägeblatt so geführt wird, dass ein Radius kontinuierlich zunimmt, ist am deutlichsten in der Figur 1 erkennbar. Das Bandsägeblatt selbst ist in dieser Figur der Deutlichkeit halber weggelassen. Der hier gezeigte Bandsägebandführungsabschnitt II ist einem klothoiden Bogen nachgeformt. Er besteht aus zwei parallelen Führungswangen 20, die je aus fertigungstechnischen Gründen in zwei Teilwangenabschnitte 21 und 22 unterteilt sind. Die Distanz beider Teilwangenabschnitte zueinander lässt sich entsprechend der Breite der Bandsägeblätter einstellen. Die entsprechenden Einstellmechanismen sind mit 23 bezeichnet.

Im Bereich des ersten Teilwangenabschnittes 21 ist der klothoide Bogen nur mit einer sehr geringen Krümmung versehen. Erst der zweite Teilwangenabschnitt 22 weist eine stärkere Krümmung auf, und am Ende 24 geht die Krümmung der Bahn praktisch in den Radius der Umlenkstation über.

Beidseitig kann das Bandsägeblatt im Bereich beider Wangen einerseits auf Auflagerollen 25 geführt werden und andererseits über Niederhalterollen 26 von oben geführt werden. Um das Bandsägeblatt nicht mit aller Gewalt in eine vorgegebene Form zu zwingen, sind jeweils zwei Niederhalterollen 26 in einem Schwenkschemel 27 gelagert, der um eine Achse 28 eine gewisse Kippbewegung erlaubt. So wird sichergestellt, dass das Bandsägeblatt praktisch ohne grosse Fremdeinwirkung in der Form eines klothoiden Bogens geführt werden kann.

In diesem Bereich wird das Bandsägeblatt kontinuierlich von der bombierten Gestalt übergeführt in die flache Führung. Wo genau zwischen jenem Ende, das am Bereich mit konstantem Radius anschliesst 24, und dem Ende 29, welches an den geraden Streckenbereich anschliesst, das Bandsägeblatt praktisch spannungsfrei ist und folglich die genaueste Information erhältlich ist, kann experimentell genau eruiert werden. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird dieser Bereich zwischen den Teilwangenabschnitten 21 und 22 erreicht. Auch wenn der tatsächlich fremdspannungsfreie Bereich kurz davor oder kurz dahinter sein kann, ergibt die Messung ein äusserst zuverlässiges wiederholbares Ergebnis, wie die Versuche gezeigt haben.

Die Messstation 3, mittels der die spannungsbedingte Bombierung des Bandsägeblattes im gekrümmten Verlaufsbereich festgestellt werden kann, ist wie in der Figur 1 ersichtlich durch einen Balken 30 realisiert, der im Übergangsbereich von der Teilwange 21 zur Teilwange 22 angeordnet ist. In diesem Balken 30 sind eine Vielzahl von Messsonden 31 auf einer Linie angeordnet. Bei den Messsonden kann es sich beispielsweise um optische Näherungsmesssonden handeln.

Im Gegensatz zu allen heute auf dem Markt vorhandenen Bandsägerichtmaschinen erlaubt der Messbalken 30 mit einer Vielzahl von Messsonden 31 eine direkte Erfassung des Bandes über die gesamte Breite statt der linearen Erfassung mittels einer einzigen Sonde. Dies ist zeitsparend und erlaubt auch eine schnellere Korrektur an der Stelle, an der dies erforderlich ist. In der Figur 2 ist das Beispiel einer Vorrichtung zur Messung und Einstellung der Spannung eines Bandsägeblattes wie in Anspruch 3 beansprucht dargestellt. Das Bandsägeblatt 1 wird über zwei Umlenkstationen 2 und 2'geführt. Der Durchmesser der Umlenkstation 2'ist hier im Bereich mit konstantem Radius mit einem Radius r'gestaltet, während der Radius der Umlenkstation 2 den Radius r aufweist. Um sich der Länge des Bandsägeblattes 1 anzupassen, ist die Umlenkstation 2 mittels Spannmittel 4 verschieblich angeordnet. Die Umlenkstation 2'hingegen ist fix angeordnet. Die Umlenkstation 2 ist hier als Umlenkrad dargestellt, während die Umlenkstation 2'durch eine Vielzahl von Umlenkrollen gebildet wird.

Der Übergangsbereich 5, welcher in der Figur 1 im Detail dargestellt ist, ist hier vereinfacht gezeichnet. Diesem Übergangsbereich 5 folgt eine Vorrichtung 6, mit druck- veränderlichen Druckwalzen 10, deren Anpressdruck in Abhängigkeit der Messung steuerbar ist. Die entsprechenden Steuerbefehle erhält die Vorrichtung 6 vom Rechner 7. An den Rechner 7 werden auch die Messdaten der Messsonden 31 geliefert. Der Rechner erstellt aus den Messpunkten eine Kurve, welche mit einer Sollkurve verglichen wird. Diese Sollkurve, die in den Rechner 7 eingebbar ist, oder in diesem bereits vorhanden und entsprechend abrufbar ist, wird mit den Istverhältnissen verglichen und hieraus ergeben sich die Steuerbefehle für die Vorrichtung 6. Eine Kontrolleinheit 8 dient dazu, die Geradlinigkeit des Bandsägeblattrückens zu messen. Dies kann durch eine mechanische Abtastung oder mittels einer optischen Schranke erfolgen. Auch die Kontrolleinheit 8 liefert die Messdaten an den Rechner 7 und auch diese Messdaten werden ausgewertet und dienen der Steuerung der Vorrichtung 6. Letztlich ist auch noch eine Prüfungseinheit 9 vorhanden, die Abweichungen von der Planheit des Bandsägeblattes feststellt. Diese Planheit, die wiederum aber Messsonden oder Abtastrollen ermittelt werden kann, wird an den Rechner 7 weitergeleitet und dient abermals dazu, die Vorrichtung 6 mit den Druckwalzen zu steuern. Die Vorrichtung 6 kann vollständig herkömmlich gestaltet sein. Dies können beispielsweise zwei fluchtend übereinander angeordnete Rollen sein, deren Druck zueinander variierbar ist.

Auch in der gemäss Figur 2 gezeigten Vorrichtung wäre es möglich, den geraden Streckenverlauf gegenüber beiden Umlenkstationen 2 und 2'um die sogenannte Abrückung E versetzt anzuordnen. Im hier dargestellten Beispiel stellt jedoch die Abrückung E die Differenz der Durchmesser der Umlenkstationen 2 und 2'dar. Prinzipiell wäre es jedoch durchaus möglich, an beiden Seiten einen Übergangsbereich 5 zu bilden, um den ebenen Streckenverlauf in den Streckenverlauf mit konstantem Biegeradius umzuleiten. Aus Kostengründen wird man darauf in einer Vorrichtung der hier gezeigten Art jedoch verzichten, weil das Bandsägeblatt 1 hier weder Zugspannungen noch anderen Stresssituationen im grösseren Massstab ausgesetzt ist und auch die Umlaufgeschwindigkeit nur gering ist.

Indem man das Bandsägeblatt verfahrensmässig führt, ergeben sich wie einleitend bereits erwähnt, nicht nur Vorteile bei dessen Messung, sondern eben wie erwähnt, wird das Bandsägeblatt insgesamt weniger gestresst. Dies führt zu enormen Vorteilen insofern, dass ein besonders ruhiger Lauf erzielbar ist und ein Unstetigkeitssprung im Bandsägeblatt weitgehend vermieden wird, woraus geschlossen werden kann, dass Rissbildungen im Bandsägeblatt weitgehend vermieden werden können. Entsprechend lässt sich hierdurch auch die Lebensdauer eines Bandsägeblattes erhöhen, wenn man in einer Bandsägemaschine das Bandsägeblatt verfahrensgemäss führt.

Der Klothoidbogen ist eine relativ komplizierte geometrische Kurve. In der Realität wird man diesen selbstverständlich nur annähern können. Praktisch ist natürlich jeder assymptotisch annähernde Kurvenverlauf von der Kreisform an eine davon distanzierte Gerade denkbar. Die Anwendung von Klothoidbogen ist bis heute insbesondere im Strassen-und Schienenbau bekannt. Durch den klothoiden Bogenverlauf werden die Zentrifugalkräfte beim Übergang vom konstanten Kreisbogen zur Geraden erheblich reduziert.