AT500866A2

AT500866A2 - Universalbandsägeblatt

Info

Publication number: AT500866A2
Application number: AT0930803A
Authority: AT
Inventors: Hakan Hellbergh
Original assignee: Kapman Ab
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2003-12-16
Publication date: 2006-04-15
Also published as: DE10393928T5; AU2003303189A1; AT500866B1; US7178441B2; CN1729074A; US20040118263A1; CN100453230C; JP2006510497A; JP4813799B2; WO2004056522A1; DE10393928B4; AT500866A3

Description

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Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Universalsägeblatt für eine Bandsäge, das ein Trägerblatt mit einer Vielzahl von darauf ausgebildeten Schneidzähnen umfasst.

Hintergrund der Erfindung

Bandsägen ist das bevorzugte Verfahren zum Zuschneiden von langen Metallstücken auf vorbestimmte Längen als Vorbereitung auf andere Verfahren, beispielsweise Schweißen, Drehen und Fräsen.

Bei der Verwendung von Bandsägeblättern zu Wartungszwecken und in anderen Kleinwerkstätten ist es üblich, eine Vielzahl von Werkstückmaterialien und -großen zu schneiden. Es ist nicht unüblich, dass der Benutzer der Sägemaschine unerfahren und nicht wirklich zur Benutzung der Maschine ausgebildet ist. Die Sägeblätter werden beim Schneiden eines neuen Werkstücks nur selten gewechselt, weshalb die Wahl des Sägeblatttyps und der Zahnteilung nicht immer optimal ist. Die Instandhaltung der Maschine wird häufig vernachlässigt, weshalb oft Schnitte ohne die ordentliche Benutzung der Spanbürste ausgeführt werden.

Als Folge dieser Umstände gehen Sägeblätter häufig verfrüht kaputt. Sie werden unbrauchbar, da die Zähne abbrechen. Die Zähne brechen entweder aufgrund der Verwendung einer zu groben Zahnteilung beim Schneiden von kleinen Werkstücken, wie beispielsweise dünnwandige Rohre oder Formstahl, oder durch die Verwendung einer zu feinen Zahnteilung beim Schneiden von großen Werkstücken oder aber durch die Verwendung einer zu hohen Vorschubgeschwindigkeit oder einer zu geringen Bandgeschwindigkeit. Wird eine zu grobe Zahnteilung eingesetzt, brechen die Zähne aufgrund der Überbelastung. Bei der Verwendung einer feinen Zahnteilung oder beim Einsatz einer hohen Vorschubgeschwindigkeit oder einer zu geringen Bandgeschwindigkeit oder der nicht korrekten Verwendung der Spanbürste hingegen -1 - ·· *#«···· · · • · · · ·· ··· · · ··· • · · · · · · · ···· · · • · · · · · · · f I · werden die Zahngründe vollständig aufgefüllt, ein zu hoher Druck baut sich in den Zahngründen auf und die Zähne brechen ab.

Bandsägeblätter für die obigen Anwendungen werden normalerweise mit einer variablen Zahnteilung konzipiert. Das heißt, dass der Abstand zwischen den Zähnen auf eine vorbestimmte Weise variiert, indem die Zähne in Gruppen eingeteilt werden und jede Gruppe dieselbe Variation des Zahnabstands wiederholt, sodass harmonische Schwingungen beim Sägen gemindert werden. Die relative Größe zwischen dem größten Zahnabstand und dem kleinsten Zahnabstand beläuft sich typischerweise auf > 1,4. Ein derartiges Sägeblatt besteht aus Zahngruppen, wobei jede Gruppe typischerweise 1,5" lang ist. Die Anzahl der Zähne in jeder Gruppe variiert mit der Teilung des Blatts, ist typischerweise aber eine ungerade Zahl. Ein Blatt mit einer Zahnteilung von 6/10 Zähnen pro Zoll weist üblicherweise 11 Zähne pro Gruppe auf. Die Kennzeichnung "6/10" bedeutet, dass der größte Zahngrund in der Gruppe eine Größe aufweist, die einem normalen 6-TPI-Sägeblatt entspricht, und der kleinste Zahngrund eine Größe aufweist, die einem normalen 10-TPI-Sägeblatt entspricht. Der Freiwinkel der Zähne beträgt typischerweise 35°, und die Freiseite des Zahns oder der Zahnrücken ist gerade, was zu einem kleinen Bodenradius des Zahngrunds führt. Die Größe des Bodenradius des Zahngrunds ist typischerweise weniger als halb so groß wie die Tiefe des Zahngrunds.

Die tiefen Zahngründe mit kleinen Radien erhöhen die Gefahr, dass sich Sägemehl im Zahngrund festsetzt. Das Sägemehl besteht häufig aus spiralförmigen Spänen, die sich zwischen den Seiten der tiefen, schmalen Zahngründe festhaken. Der Radius dieser Späne ist typischerweise in etwa halb so groß wie die Tiefe der Zahngründe, d.h. größer als der Radius der Zahngründe, wodurch die Späne am Boden der Zahngründe festgehalten werden.

Es ist bekannt, innerhalb einer Gruppe einem vorbestimmten Schränkmuster entsprechend Zähne verschieden zu setzen. Das Schränkmuster einer solchen Gruppe weist normalerweise die folgende Reihenfolge auf: -0-R-L-R-L-R-L-R-L-R-L-, d.h. der erste Zahn der Gruppe ist ungeschränkt, der nächste nach rechts geschränkt, der -2- ·♦ ·♦ ·· ·· · ·· ······· f · • t · f ·· ··· I · ··· • · · I · ·· · ···· · f • ·· ·· ·· · · · Φ ·· ·· ·♦ ·« · »· folgende nach links geschränkt usw., wobei jeweils nur ein Zahn pro Gruppe ungeschränkt ist. Der Schränkvorgang wird für jede Gruppe einzeln ausgeführt. Beim Schränken in einer Schränkmaschine ist es von großer Bedeutung, dass der richtige Zahn ungeschränkt bleibt. Bleibt der falsche Zahn ungeschränkt, treffen die Schränkhämmer die anderen Zähne der Gruppe auf eine solche Weise, dass die Zähne oder die Kanten unerwünscht verformt werden. Dadurch entstehen bei der Herstellung solcher Bandsägeblätter große Mengen an Ausschussmaterial.

Das Design der Zahngründe von herkömmlichen Sägeblättern dieser Art ist so, dass alle Zahngründe einer Gruppe proportional sind, d.h. dieselbe Beziehung zwischen Zahnabstand, Zahngrundtiefe und Zahngrundradius aufweisen. Die Spanhalteleis-tung eines jeden Zahngrunds in der Gruppe ist proportional zur Querschnittsfläche des Zahngrunds. Die Spanhalteleistung in einem solchen Design ist durch die Querschnittsfläche des kleinsten Zahngrunds der Gruppe eingeschränkt. Die anderen, größeren Zahngründe in der Gruppe sind unnotwendig groß, da alle ihre Dimensionen proportional zum Zahnabstand in Bezug auf den kleinsten Zahngrund sind.

Ein Zahngrund mit einem Zahnabstand, der um 20% größer als der kleinste Zahngrund der Gruppe ist, benötigt 20 % mehr Spanleistung als der kleinste Zahngrund. Dadurch, dass alle Maße des Zahngrunds proportional zum kleinsten Zahngrund der Gruppe gemacht werden, beträgt die Halteleistung 1,2 x 1,2 = 1, 44, d.h. 44 % mehr als der kleinste Zahngrund. Dies führt zu Zahngrundtiefen, die größer als notwendig sind, und bringen eine reduzierte Festigkeit des Trägerblatts mit sich. Die verringerte Festigkeit des Trägerblatts führt im Vergleich zu einem Blatt mit höherer Trägerblattfestigkeit zu schiefen Schnitten bei geringerer Sägebelastung.

Technische Schwierigkeiten

Unter Berücksichtigung des Hintergrunds der Erfindung besteht ein technisches Problem in der Erzeugung von starken Bandsägeblättern im Sinne von nicht leicht brechenden Zähnen und von Festigkeit des Trägerblatts. -3- • · Μ ·· ·· · ·· • · · · ·· ··· · · ··· • · · ·· ·· · ···· « · • · · ·· ·· · f « ·

Ein weiteres technisches Problem ist die Senkung der Gefahr des Zahnbruchs aufgrund einer Überlastung oder der mit Sägemehl aufgefüllten Zahngründe.

Ein technisches Problem besteht außerdem im Schränken der Zähne ohne dabei durch Fehlteilungen unerwünschten Ausschuss zu produzieren.

Auch ist die Aufrechterhaltung der Trägerblattfestigkeit unter gleichzeitiger Bereitstellung von Zahngründen mit ausreichender Spanleistung ein technisches Problem. Lösung

Die vorliegende Erfindung lehrt ein neuartiges Zahndesign, das eine Lösung für alle oben beschriebenen Probleme bereitstellt. Das Bandsägeblatt mit diesen Zähnen ist nachstehend in Anspruch 1 dargelegt. Verschiedene vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen zu finden.

Vorteile

Die Vorteile des Bandsägeblatts gemäß der vorliegenden Erfindung bestehen darin, dass sowohl die Festigkeit der Zähne als auch die Festigkeit des Trägerblatts ausreichend hoch sein können, dass die Zahngründe der benötigten Spanleistung entsprechend bemaßt sind und dass weniger unerwünschter Ausschuss durch Fehlteilungen beim Schränken entsteht.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Zum Zweck des rascheren Verstehens der vorliegenden Erfindung und des Beleuch-tens weiterer Merkmale dieser wird nun die Erfindung unter Bezugnahme auf als Beispiel dienende Ausführungsformen und auch unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben, in denen:

Fig. 1 schematisch ein bekanntes Bandsägeblatt veranschaulicht, -4- ·· ·· ·· ·· · ·· ······· · · • · · · ·· ··· · · ··· • ·· · · · · · ···· · 9 • ·· 9 · · · · · t ·

Fig. 2 schematisch ein bekanntes Bandsägeblatt mit in Gruppen unterteilten Zähnen veranschaulicht,

Fig. 3 schematisch die Zähne eines Bandsägeblatts gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und

Fig. 4 schematisch ein Bandsägeblatt der Erfindung mit einem variablen Zahnabstand veranschaulicht.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Fig. 1 zeigt ein Bandsägeblatt 1 mit Zähnen 11, 12, die durch einen Zahngrund 13 getrennt sind. Zur vorliegenden Erfindung gehörige Parameter sind der Zahnabstand A, der Freiwinkel B, der Radius C des Zahngrunds 13 und die Tiefe D des Zahngrunds 13.

Fig. 2 zeigt ein bekanntes Bandsägeblatt, dessen Zähne in Gruppen eingeteilt sind, wobei jede Gruppe die gleiche Variation des Zahnabstands wiederholt. Die Figur zeigt, dass sich der kleinste Zahngrund 13a und der größte Zahngrund 13b in all den oben aufgeführten Parametern unterscheiden.

In der Figur ist zu erkennen, dass der kleinste Zahngrund nicht in der Lage ist, so viel Sägemehl wie der größte Zahngrund zu handhaben. Andererseits aber ist der größte Zahngrund tiefer und schwächt somit die Festigkeit des Trägerblatts.

Fig. 3 zeigt ein Universalbandsägeblatt gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Zahnkonstruktion, bei dem ein Zahn eine stärkere Zahnkante als in früheren Konstruktionen aufweist. Dies wird erreicht, indem die Freiwinkel B' der Zähne 11', 12' kleiner als 35°, beispielsweise 30°, sind und eine starke Zahnbasis verwendet wird. Der Rücken 12'a des Zahns 12' ist gebogen 12b1, was der Einfachheit halber am Zahn 12' dargestellt ist, genauso aber auch für den Zahn 1T und alle anderen Zähne -5- ·· ·· ·· ·· · ·· ··»#·♦· · · % · · * *· ·»· · · ···

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• t · t · · · · · t I gilt, um zu einem Zahngrund 13' mit großem Boden zu führen, dessen Radius C' größer als die Hälfte der Tiefe D' des Zahngrunds 13' ist. Der Radius C' kann beispielsweise in etwa drei Viertel der Tiefe D' des Zahngrunds 13' betragen.

Diese Konstruktion hat unter Beweis gestellt, dass sie im Vergleich zum herkömmlichen Design eine höhere Beständigkeit gegenüber Zahnbruch aufweist, und zwar sowohl gegenüber Belastungen durch eine zu grobe Zahnteilung als auch gegenüber Belastungen durch die mit Sägespänen aufgefüllten Zahngründe. Die Radien der Späne, die typischerweise halb so groß wie die Tiefe D' des Zahngründe sind, sind wesentlich kleiner als der Radius C* des Bodens der Zahngründe, wodurch sie sogar ohne die Verwendung einer Spanbürste leicht aus den Zahngründen entfernt werden.

Fig. 4 zeigt den variablen Zahnabstand des Sägeblatts gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieser wird mit einer relativen Größe zwischen dem größten Zahnabstand ΑΊ in der Gruppe und dem kleinsten Zahnabstand A'2 in der Gruppe ausgeführt, der wesentlich kleiner als der zuvor verwendete ist (= ca. 1,3). Daraus ergibt sich, dass die Zahngrundleistung des kleinsten Zahngrunds 13'a in der Gruppe wesentlich größer als die des kleinsten Zahngrunds 13a in der bekannten früheren Konstruktion ist. Dies senkt weiter die Gefahr, dass die Zähne aufgrund von gefüllten Zahngründen brechen.

Das Schränkmuster des neuen Sägeblatts ist O-R-L-O-R-L- usw. Die Kombination aus dem kleinen Unterschied zwischen dem größten und dem kleinsten Zahngrund und dem Schränkmuster ermöglicht, das Sägeblatt auf verschiedene Weisen zu schränken. Es ist ohne Bedeutung, welcher Zahn ungeschränkt bleibt, nach rechts oder nach links geschränkt wird. Bei der Herstellung eines derartigen Sägeblatts muss deshalb kein kompliziertes Vorbereitungsverfahren durchgeführt werden, wie dies bei der herkömmlichen Konstruktion notwendig ist, und die Gefahr von kaputten Zähnen und großen Mengen an Ausschussmaterial ist ausgeräumt. Die Anzahl der Zähne pro kombinierter Gruppe kann eine beliebige Zahl über 4 sein. -6- ·♦ ·· ·· ·· · ·« ··»··»· t t • · · · ·· ··· · + ·«+ • · · · · ·· f ··»· · # • ·· · · ·· # · « *

Das Design der Zahngründe und des Sägeblatts gemäß der Erfindung ist solcherart, dass die Tiefe und der Radius eines jeden beliebigen Zahngrunds proportional zur Quadratwurzel der Beziehung zwischen dem Zahnabstand dieses beliebigen Zahngrunds und dem Zahnabstand des kleinsten Zahngrunds in der Gruppe dieses beliebigen Zahngrunds ist. Ein Zahngrund mit einem Zahnabstand, der 20 % größer als der kleinste Zahngrund der Gruppe ist, braucht 20 % mehr Spanleistung als der kleinste Zahngrund. Dadurch, dass alle Maße des Zahngrunds proportional zur Quadratwurzel der Beziehung zwischen dem Zahnabstand des betreffenden Zahngrunds und dem kleinsten Zahngrund der Gruppe gefertigt sind, beläuft sich die Spanhalteleistung auf die Quadratwurzel (1,2 x 1,2) = 1,20, d.h. auf 20 % mehr als der kleinste Zahngrund. Somit sind die Zahngrundtiefen nicht größer als notwendig, wodurch das Trägerblatt fester als normale Sägeblätter ist.

Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen und veranschaulichten Ausführungsformen, die als Beispiele dienen, eingeschränkt ist und dass innerhalb des Schutzumfangs des Konzepts der Erfindung, der nachstehend in den Ansprüchen dargelegt ist, zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden können. -7-

Claims

·· ♦ · t» ·· ft ·· ··«···» # ft 4 · · · ·· ft·· · · ft·· ft · · · · ft · · ···· 9 ft • I * ·· · · · ft · 4 • 4 ·« ·· *· « ft· PATENTANSPRÜCHE 1. Universalbandsägeblatt, umfassend ein Trägerblatt, das eine Vielzahl von Schneidzähnen trägt, wobei die Zähne durch Zahngründe getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Freiwinkel der Zähne kleiner als 35° ist, dass der Rücken der Zähne gebogen ist, um zu einem Zahngrund zu führen, und dass der Radius des Zahngrunds größer als die Hälfte der Tiefe des Zahngrunds ist.
2. Bandsägeblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Freiwinkel einen Wert von 30° aufweisen.
3. Bandsägeblatt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius in etwa drei Viertel der Tiefe des Zahngrunds beträgt.
4. Bandsägeblatt nach Anspruch 1, 2 oder 3, worin der Abstand zwischen den Zähnen auf vorbestimmte Weise variiert und die Zähne in Gruppen unterteilt, wobei jede Gruppe dieselbe Variation des Zahnabstands wiederholt, dadurch gekennzeichnet, dass eine relative Größe zwischen einem größten Zahnabstand und einem kleinsten Zahnabstand in einer Gruppe kleiner als 1,4 ist.
5. Bandsägeblatt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der relativen Größe ein Wert von 1,3 gegeben ist.
6. Bandsägeblatt nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Zähne pro Gruppe größer als 4 ist.
7. Bandsägeblatt nach Anspruch 6, worin die Zähne in einer Gruppe einem vorbestimmten Schränkmuster entsprechend geschränkt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Schränkmuster -0-R-L-0-R-L usw. ist, worin 0 für ungeschränkt, R für rechts geschränkt und L für links geschränkt steht. -9-
8. Bandsägeblatt nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe und der Radius eines jeden beliebigen Zahngrunds proportional zur Quadratwurzel der Beziehung zwischen dem Zahnabstand des beliebigen Zahngrunds und dem Zahnabstand des kleinsten Zahngrunds in der Gruppe des beliebigen Zahngrunds sind. Wien, am j 5, Juni 20Q5 KAPMAN AB

Häupl & Ellmeyer £G