CH703182A1

CH703182A1 - Means for centering of circular saw blades and similar tools on the shaft.

Info

Publication number: CH703182A1
Application number: CH00820/10A
Authority: CH
Inventors: Klaus Dr Rehm
Original assignee: Berner Fachhochschule Biel Architektur Holz Und Bau
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2011-11-30
Also published as: EP2576116A1; WO2011147755A1

Abstract

Es wird eine Einrichtung zum Zentrieren von wechselbaren Kreissägeblättern (1) und ähnlichen Werkzeugen auf der Welle von Bearbeitungs- oder Schleifmaschine vorgeschlagen, bei der die Nabe (3) des Sägeblattes (1) oder eines ähnlichen Werkzeuges Durchbrüche (4) erhält, so dass Teile der Nabe (3) federnd auf die Passung Welle-Nabe drücken. Die Nabe (3) besitzt so im ungefügten Zustand ein Untermass. Im gefügten Zustand liegt eine selbst zentrierende Presspassung vor. Konische Ausführungen der Werkzeugnabe können das Fügen und Herstellen der federnden Spannung erleichtern.It is proposed a means for centering removable circular saw blades (1) and similar tools on the shaft of machining or grinding machine, in which the hub (3) of the saw blade (1) or a similar tool receives breakthroughs (4), so that parts Press the hub (3) spring-tight onto the shaft-hub fitting. The hub (3) has so in the unfastened state an undersize. When joined, there is a self-centering interference fit. Conical designs of the tool hub can facilitate the joining and production of the resilient tension.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Zentrieren von wechselbaren Kreissägeblättern und ähnlichen Werkzeugen auf der Welle der Bearbeitungs- oder Schleifmaschine o. dgl. nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a device for centering of changeable circular saw blades and similar tools on the shaft of the processing or grinding machine o. The like. According to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

[0002] Kreissägeblätter und ähnliche Werkzeuge werden über fein tolerierte Passungen an die Wellen der Bearbeitungs- und Schleifmaschinen angepasst. Dies ermöglicht das Wechseln der Sägeblätter zwischen verschiedenen Sägemaschinen und die Spannung der Sägeblätter auf Schleifmaschinen zum Nachschärfen der Werkzeuge. Durch die Wahl einer möglichst engen Passung wird der notwendige Rundlauf der Werkzeuge garantiert. Dies erfordert die Einhaltung sehr enger Fertigungstoleranzen bei Werkzeugbohrungen und Wellen. Üblich ist für Kreissägen in der Holz- und Kunststoffverarbeitung eine Passung ähnlich H7/g6. Bei diesen Passungen wird durch die Auflage des Werkzeugflansches auf der Welle immer eine Exzentrizität in der Grösse des Übermasses entstehen. Dies führt zu einem typischen Rundlauffehler in Bereich von ca. 5 bis 25 µm und bedingt ungleichmässige Spanungsdicken über einen Umlauf des Werkzeuges sowie eine Unwucht, die zu einem unruhigen Lauf des Werkzeuges führt. Die hierdurch bedingten Unterschiede der Spanungsdicke können z.B. bis zu 50% der empfohlenen Spanungsdicke (z.B. 50 150 µm an Sägemaschinen der Holzbearbeitung) betragen. Circular saw blades and similar tools are adapted via finely tolerated fits to the waves of the machining and grinding machines. This allows changing the saw blades between different sawing machines and the tension of the saw blades on grinding machines for re-sharpening the tools. By choosing the closest possible fit, the necessary concentricity of the tools is guaranteed. This requires compliance with very tight manufacturing tolerances in tool holes and shafts. For circular saws in wood and plastics processing, a fit similar to H7 / g6 is usual. With these fits, the bearing of the tool flange on the shaft will always result in an eccentricity in the size of the excess. This leads to a typical concentricity error in the range of about 5 to 25 microns and causes uneven chip thicknesses over a revolution of the tool and an imbalance, which leads to a troubled run of the tool. The differences in the chip thickness caused thereby can e.g. up to 50% of the recommended chip thickness (e.g., 50-150 μm on woodworking sawing machines).

[0003] Fräswerkzeuge grösserer Breite können schon heute spielfrei gespannt werden indem Hohlräume im Werkzeug oder in einem Aufnahmeflansch durch Fett- oder Öldruck erweitert werden und so die Bohrung an den Durchmesser der Welle anpasst. Diese sogenannten Hydrospannungen erzeugen spielfreie Sitze mit der Möglichkeit einer begrenzten Kraftübertragung über die hydraulisch radial gespannte Welle-Nabeverbindung. Eine derartige Spannung ist auf Grund der geringen Dicke der Stammblätter von Kreissägen und ähnlichen Werkzeugen nicht möglich. Milling tools of greater width can already be tensioned without play by cavities in the tool or in a receiving flange are extended by grease or oil pressure and thus adapts the bore to the diameter of the shaft. These so-called hydraulic stresses create backlash-free seats with the possibility of limited power transmission via the hydraulically radially tensioned shaft-hub connection. Such tension is not possible due to the small thickness of the master blades of circular saws and similar tools.

[0004] Für Sägeblätter gibt es mechanische Systeme, die mit zusätzlichen federnden und oder konischen Bauteilen eine Verbesserung der Spannung bewirken sollen. So ist in DE 2 206 261 A1 ein tellerfederähnliches Bauteil verwendet. In DE 4 411 730 C1 wird zu diesem Zweck eine federnd gelagerte Kugel in die Werkzeugaufnahme integriert. In US 5 901 629 A1 wird eine nicht runde Welle vorgeschlagen, die durch Verdrehung in einer nicht runden Bohrung das Spiel durch Druck auf die Nabe beseitigen soll, wobei spezielle Naben / Wellen in den Maschinen Voraussetzung sind. Eine ähnliche Wirkungsweise hat die Einrichtung aus WO 9 802 286 A1 und die Vielkeilnabe aus US 6 158 320 A1 bzw. eine mit Axialkraft zu verspannende Welle in WO 9 631 310 A1. In US 6 035 758 A1 wird das Problem ebenfalls durch eine profilierte Welle gelöst, die bei Verdrehung eine radiale Zugkraft auf die Nabe ausübt und damit das Spiel beseitigt. In US 2006 162 717 A1 werden federnde, elastische und andere Zentrierungsbauteile verwendet, die zusätzlich zwischen Welle und Werkzeug eingebaut werden. In JP 55 031 514 A wird ein zusätzliches Bauteil aus dünnem Federstahl verwendet, das federnd auf der Welle sitzt und damit einen Rundlauf erzwingen soll. For saw blades, there are mechanical systems that should cause an improvement in the voltage with additional resilient and or conical components. Thus, in DE 2 206 261 A1 a plate spring-like component is used. In DE 4 411 730 C1 a spring-mounted ball is integrated into the tool holder for this purpose. US 5 901 629 A1 proposes a non-circular shaft which, by rotation in a non-round bore, is intended to eliminate play by pressure on the hub, with special hubs / shafts being required in the machines. A similar operation has the device of WO 9 802 286 A1 and the splined hub of US 6 158 320 A1 or a shaft to be clamped with axial force in WO 9 631 310 A1. In US 6 035 758 A1, the problem is also solved by a profiled shaft, which exerts a radial tensile force on the hub during rotation and thus eliminates the game. In US 2006 162 717 A1 resilient, elastic and other centering components are used, which are also installed between the shaft and tool. In JP 55 031 514 A, an additional component made of thin spring steel is used, which sits resiliently on the shaft and thus to force a concentricity.

[0005] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Werkzeuggestaltung vorzuschlagen, die eine spielfreie Aufnahme des Werkzeuges auf die Maschinenwelle ermöglicht. Dabei soll die Möglichkeit des manuellen Werkzeugwechsels erhalten bleiben und keine spezielle Welle bzw. keine Zusatzbauteile verwendet werden. The object of the invention is to propose a tool design that allows a backlash-free recording of the tool on the machine shaft. The possibility of manual tool change should be maintained and no special shaft or additional components should be used.

[0006] Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Werkzeuge im Bereich der Nabe Durchbrüche erhalten, so das Teile der Nabe selbst eine federnde Wirkung auf die Welle ausüben und damit eine mechanisch vorgespannte Zentrierung beim Aufstecken des Sägeblattes auf die Welle bewirken. Dazu wird die Nabe des Werkzeugs so ausgestaltet, dass im entspannten Zustand die Nabe ein Untermass hat und somit eine Presspassung entsteht. Durch die federnde Wirkung der Nabengestaltung lässt sich das Werkzeug trotzdem einfach per Hand mit der Welle fügen und auf dieser verschieben. Die federnde Wirkung zentriert hierbei das Werkzeug. Die Kraftübertragung und Sicherung der Werkzeuge erfolgt wie bisher üblich durch zusätzliche Spann- und Sicherungselemente wie Stifte und Spannmuttern. Verdrehsicherungen wie Keile und Nebenlochbohrungen sind ebenfalls weiter einsetzbar. The object is achieved according to the invention that the tools obtained in the region of the hub breakthroughs, so the parts of the hub itself exert a resilient effect on the shaft and thus cause a mechanically biased centering when attaching the saw blade to the shaft. For this purpose, the hub of the tool is designed so that in the relaxed state, the hub has an undersize and thus creates a press fit. Due to the spring effect of the hub design, the tool can still be easily added by hand with the shaft and move on this. The spring effect centers the tool. The power transmission and securing the tools is done as usual by additional clamping and securing elements such as pins and clamping nuts. Anti-rotation devices such as wedges and secondary bores can also be used.

[0007] Eine mögliche Ausführung der erfindungsgemässen selbstzentrierenden Nabe zeigt Fig. 1. Das Sägeblatt 1 mit den Schneiden 2 und der Nabe 3 besitzt im Bereich der Nabe Durchbrüche 4. Die Passung der Nabe ist partiell als Presspassung ausgelegt. Die Abschnitte der Nabe mit Untermass 5 werden beim Fügen in Richtung der Durchbrüche verbogen, was ein Fügen der Passung ermöglicht. Gleichzeitig entsteht eine zentrische Kraft der Abschnitte 5 auf die Welle, was zur Zentrierung des Sägeblattes führt. Die Federkraft der Abschnitte 5 soll dabei vorteilhafterweise grösser sein als die Gewichtskraft des Werkzeuges. The saw blade 1 with the blades 2 and the hub 3 has in the region of the hub openings 4. The fit of the hub is partially designed as a press fit. The sections of the hub with undersize 5 are bent during joining in the direction of the openings, which allows a fitting of the fit. At the same time creates a central force of the sections 5 on the shaft, which leads to the centering of the saw blade. The spring force of the sections 5 should advantageously be greater than the weight of the tool.

[0008] Eine weitere mögliche Ausführung zeigt Fig. 2. Hier ist die gesamte Nabe mit Untermass ausgeführt. Die Durchbrüche 4 ermöglichen gemeinsam mit den Dehnungsschlitzen 6 zwischen den Durchbrüchen eine federnde Erweiterung der Nabe, was auch zu einer Zentrierung und einem spielfreien Sitz führt. Another possible embodiment is shown in FIG. 2. Here, the entire hub is executed with undersize. The apertures 4 allow together with the expansion slots 6 between the apertures a resilient extension of the hub, which also leads to a centering and a backlash-free seat.

[0009] Eine konische Gestaltung der Nabe aus Fig. 3erleichtert das Fügen des Sägeblattes auf die Welle. Beim Aufschieben des konischen Abschnittes werden die federnden Nabenteile gespannt und die zentrierende Wirkung der erfindungsgenässen Einrichtung hergestellt. Das Spannen der federnden Nabenteile kann aber auch über das Aufschieben auf ein konisches Wellenende oder durch andere geeignete Einrichtungen oder Arbeitsabläufe erfolgen. A conical design of the hub of Fig. 3 facilitates the joining of the saw blade on the shaft. When sliding the conical section, the resilient hub parts are stretched and produced the centering effect of erfindungsgenässen device. However, the tensioning of the resilient hub parts can also take place by being pushed onto a conical shaft end or by other suitable devices or work processes.

[0010] Die Federwirkung der Nabenteile kann durch die Integration zusätzlicher Elemente aus federndem Metall oder Kunststoff im Bereich des geschlitzten Stammblattes erreicht oder unterstützt werden. Hierbei kann die federnde Wirkung mit einer schwingungsdämpfenden Wirkung kombiniert werden. The spring action of the hub parts can be achieved or supported by the integration of additional elements made of resilient metal or plastic in the region of the slotted master blade. Here, the resilient effect can be combined with a vibration-damping effect.

Anwendungsbeispiele:Application examples:

[0011] Vorteilhafte Anwendungen wären Naben von Handkreissägeblättern und Tischkreissägeblättern. Auch bei einer Verwendung auf Sägemaschinen mit mechanischem Vorschub kann durch die höhere Gleichmässigkeit der Spanungsdicke ein höherer Vorschub und eine höhere Standzeit der Werkzeuge erreicht werden. Weitere Anwendungen wären Schleifwerkzeuge oder Fräswerkzeuge mit dünnem Werkzeugkörper. Advantageous applications would be hubs of hand circular saw blades and table circular saw blades. Even when used on sawing machines with mechanical feed can be achieved by the higher uniformity of the chip thickness, a higher feed and a longer tool life. Further applications would be grinding tools or milling tools with a thin tool body.

Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS

[0012] <tb>1.<sep>Sägeblatt <tb>2.<sep>Schneiden <tb>3.<sep>Nabe des Sägeblattes <tb>4.<sep>Durchbrüche <tb>5.<sep>Federabschnitte <tb>6.<sep>Dehnungsschlitz[0012] <Tb> 1 <sep> Blade <Tb> 2 <sep> Cutting <tb> 3. <sep> hub of the saw blade <Tb> 4 <sep> Breakthrough <Tb> 5 <sep> spring sections <Tb> 6 <sep> Strain slot

Claims

1. Device for centering circular saw blades o.a. thin-walled tools on the shaft, characterized in that the hub of the tool receives breakthroughs, so that press parts of the hub resiliently on the fit shaft-hub.

2. Device according to claim 1, characterized in that the openings are arranged rotationally symmetrically about the hub.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the openings are narrow slits of a laser or water jet cutting.

4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that the hub is not round in the initial state and the resilient parts of the hub only partially have a smaller radius than the shaft.

5. Device according to claim 1 to 3, characterized in that the hub is round in the initial state and the resilient parts of the hub on the entire contact surface have a smaller radius than the shaft by radial or approximately radial slots are separated from each other.

6. Device according to claim 1 to 5, characterized in that the hub is designed on one side conical.

7. Device according to claim 1 to 5, characterized in that the hub is conically shaped on both sides.

8. Device according to claim 1 to 7, characterized in that in the hub additional resilient and / or vibration damping elements made of metal, plastic or other elastic materials are included.

9. Device according to claim 8, characterized in that the additional resilient and / or vibration damping elements are arranged in the slots.