DE102006007616A1

DE102006007616A1 - Sägeblatt sowie Verfahren zum Herstellen eines Sägeblatts

Info

Publication number: DE102006007616A1
Application number: DE200610007616
Authority: DE
Inventors: Friedemann Dipl.-Ing. Seibert
Original assignee: Raimann Holzoptimierung GmbH and Co KG
Current assignee: SEIBERT, FRIEDEMANN, DIPL.-ING., 66484 WINTERB, DE
Priority date: 2006-02-13
Filing date: 2006-02-13
Publication date: 2007-08-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sägeblatt zum Sägen eines Sägegutes, wobei das Sägeblatt einen Grundkörper aufweist, an dem Schneiden zum Zertrennen des Sägegutes angeordnet sind. Erfindungsgemäß weist der Grundkörper einen Faserverbundwerkstoff auf, wobei die Oberfläche des Grundkörpers (2) zumindest abschnittsweise mit einer oberflächenhärtenden Beschichtung (10) versehen ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Sägevorrichtung mit einem derartigen Sägeblatt. In weiteren Aspekten betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Sägeblattes sowie ein Verfahren zum Beschichten eines Sägeblattes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sägeblatt gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Sägevorrichtung gemäß dem dem Oberbegriff des Anspruchs 24, ein Verfahren zum Herstellen eines Sägeblatts gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 25 sowie ein Verfahren zum Beschichten eines Sägeblatts gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 30.

Aus dem Stand der Technik sind Sägeblätter mit metallischem Blattstamm bekannt. Ein Blattstamm stellt den Grundkörper eines Sägeblatts dar, an dem Schneiden (Sägezähne) zum Zertrennen eines Sägegutes angebracht sind. Die Schneiden werden im Falle von aus Stahl gefertigten Blattstämmen bevorzugt auf diese aufgelötet, wobei beispielsweise Schneiden aus Hartmetall verwendet werden. Mittels Walzverfahren oder Handrichten werden derartige Sägeblätter ausgewuchtet, wobei relativ große Gleichlaufschwankungen (im Bereich von bis zu 0,5 mm) auftreten können. Zudem besteht bei aufgelöteten Schneiden die Gefahr, dass insbesondere bei der Verwendung von dünnen Blattstämmen die angelöteten Schneiden vom Blattstamm während des Sägeprozesses abreißen.

Darüber hinaus ist bei dünnen Sägeblättern die beim Sägen entstehende Wärme schlechter ableitbar, was zu einem Verformen des Sägeblattes und sogar zu seiner Zerstörung führen kann.

Damit die beim Sägen entstehende Wärme noch ausreichend abgeführt werden kann, müssen Vorschubgeschwindigkeit und Schnittgeschwindigkeit des Sägevorgangs entsprechend angepasst sein.

Es tritt des Weiteren auch häufig der Fall auf, dass sich Harze aus dem zu sägenden Sägegut beim Sägen auf dem Sägeblatt anlagern, wodurch zusätzliche Reibungswärme entstehen kann. Dies kann zu einem „Verbrennen" des Sägeschnittes und damit zu einer Verschlechterung der Schnittgüte führen.

Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, ein Sägeblatt mit verbesserten Schnitteigenschaften sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben.

Dieses Problem wird durch ein Sägeblatt mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Sägevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 24, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 25 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 30 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Danach wird ein Sägeblatt zum Sägen eines Sägegutes bereitgestellt, wobei das Sägeblatt einen Grundkörper aufweist, an dem Schneiden zum Zertrennen des Sägegutes angeordnet sind. Der Grundkörper des Sägeblatts weist einen Faserverbundwerkstoff auf und seine Oberfläche ist zumindest abschnittsweise mit einer oberflächenhärtenden Beschichtung versehen.

Ein Faserverbundwerkstoff besteht im Allgemeinen aus einem Matrixmaterial, in das Materialfasern eingebettet sind. Als Matrixmaterial kommen insbesondere Kunststoffe in Frage, bei spielsweise Epoxydharz. Als Materialfasern, die in das Matrixmaterial eingelagert werden, werden etwa Kohle- oder Polymerfasern verwendet. Es existieren zahlreiche Varianten von faserverstärkten Materialien, die dem Fachmann an sich bekannt sind und die daher nicht im Detail beschrieben werden.

Faserverstärkte Werkstoffe besitzen insbesondere die Vorteile, dass sie kostengünstig herstellbar sind und ihre Materialeigenschaften an bestimmte Anwendungen angepasst werden können. Beispielsweise lässt sich durch eine bestimmte Ausrichtung der Fasern die Zugfestigkeit des Faserverbundwerkstoffes einer bestimmten Lastrichtung oder allgemein bestimmten Lastbedingungen anpassen. Zudem lassen sich faserverstärkten Kunststoffe mit großer Homogenität herstellen, zum Beispiel per Spritzgussverfahren.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch Ausgestaltungen eines Grundkörpers miterfasst, der nicht komplett aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet ist. Es kann zum Beispiel auch vorgesehen sein, dass neben dem Faserverbundwerkstoff ein „normales" Polymer verwendet wird, um beispielsweise bestimmte Bereiche des Grundkörpers zu verstärken. Beispielsweise eine Aufnahmebohrung zum Durchführen einer Antriebsachse.

Durch die oberflächenhärtende Beschichtung wird der Grundkörper des Sägeblatts stabilisiert und dadurch die Ausbildung des Grundkörpers aus einem Faserverbundwerkstoff überhaupt erst ermöglicht. Als Materialien für die Beschichtung kommen beispielsweise Kunststoffe in Frage, die sich dauerhaft mit der Oberfläche des Sägeblatt-Grundkörpers verbinden lassen.

Die Beschichtung muss nicht notwendigerweise aus einem homogenen Materialsystem bestehen, sondern kann zum Beispiel auch Partikel oder Fasern aufweisen, die in einem Matrixmaterial eingelagert sind. Vorteilhafterweise weist die Beschichtung neben der oberflächenhärtenden Eigenschaft zusätzlich Anti haft-Eigenschaften auf, um insbesondere ein Anlagern von aus dem Sägegut austretendem Harz zu verhindern.

Darüber hinaus besitzt die Beschichtung bevorzugt zusätzlich eine gegenüber dem Material des Grundkörpers erhöhte Wärmeleitfähigkeit. Eine derartige Beschichtung stellt nicht nur die notwendige Stabilität des Verbundwerkstoffgrundkörpers zur Verfügung, sondern verleiht dem Sägeblatt aufgrund der verbesserten Wärmeabfuhr eine längere Lebensdauer. Zudem verbessert sich die mit dem Sägeblatt erzielbare Schnittgüte. Dies insbesondere dadurch, dass durch die bessere Wärmeableitung ein „Verbrennen" des Sägeschnitts vermieden wird, und auch bei Sägeblättern mit geringerer Dicke die beim Sägen entstehende Wärme gut abgeleitet wird.

Es versteht sich, dass die Beschichtung auf der gesamten Oberfläche des Blattkerns angeordnet sein kann; darüber hinaus ist es jedoch auch möglich, nur abschnittsweise eine Beschichtung an dem Grundkörper des Sägeblatts anzuordnen. Ferner liegt es im Rahmen der Erfindung, dass beispielsweise auch die Seitenflächen der mit dem Grundkörper des Sägeblatts verbundenen Schneiden mit einer Beschichtung versehen sein können, etwa um die Wärmeabfuhr an der Schnittkante zu unterstützen. Es versteht sich, dass beim Beschichten einer Schneide deren Schneidkante unbeschichtet belassen wird, um die Schneideigenschaften der Schneide nicht zu beeinträchtigen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Beschichtung eine Nanobeschichtung. Eine „Nanobeschichtung" ist eine Beschichtung, die an ihrer Oberfläche Strukturen mit einer Größe im Nanometerbereich ausbildet. Derartig nanostrukturierte Oberflächen haben besondere Eigenschaften, beispielsweise können Sie oberflächenhärtend oder mit Antihaft-Eigenschaften ausgebildet sein, je nach der speziellen Struktur der Oberfläche.

Eine Nanobeschichtung kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass das Beschichtungsmaterial Nanopartikel, d.h. Partikel mit einer Größe im Nanometerbereich, aufweist. Diese Partikel organisieren sich in der aufgebrachten Nanobeschichtung so, dass sich an der Oberfläche der Beschichtung die erwähnten Nanostrukturen herausbilden. Verwendung finden z.B. Polymerpartikel, die in eine Nickelmatrix eingelagert sind.

Nanobeschichtungen weisen die Besonderheit auf, dass sie gezielt an bestimmte Anforderungen anpassbar sind. Beispielsweise lassen sich bestimmte Eigenschaften der Nanobeschichtung durch Wahl einer bestimmten Partikelart oder Partikelkonzentration einstellen. Es sind so beispielsweise Nanobeschichtungen mit einer vorgegebenen Wärmeleitfähigkeit und/oder speziellen Antihaft-Eigenschaften realisierbar, die zusätzlich auch oberflächenhärtend sind.

Ein Vorteil eines faserverstärkten Werkstoffes ist, dass sich deren Zugfestigkeit auf bestimmte Anforderungen einstellen lässt. Im Falle des vorliegenden Sägeblatts sind die Fasern des Faserverbundwerkstoffes bevorzugt in Bezug auf die beim Sägevorgang auf die einzelnen Schneiden des Sägeblatts wirkende Kräfte angeordnet. Hierzu bilden die Fasern des Faserverbundwerkstoffes vorteilhafterweise ein Geflecht aus sich kreuzenden Fasern. Dieses Geflecht – oder generell die Fasern des Faserverbundwerkstoffes – sind bevorzugt parallel zur Oberfläche des Grundkörpers angeordnet. Durch ein Geflecht aus Fasern lassen sich insbesondere die bei einem Kreissägeblatt auf die einzelnen Schneiden des Sägeblatts wirkenden Kräfte gut aufnehmen und zudem Querkräfte gut ableiten.

Es sei ferner erwähnt, dass die Erfindung nicht auf Kreis- oder Ringkreissägeblätter beschränkt ist. Es sind auch andere Arten von Sägeblättern, beispielsweise Sägeblätter für Blattsägen oder Sägedrähte, von der Erfindung miterfasst. Auch diese Sägeblätter können z.B. einen planaren Grundkörper auf weisen, der aus einem Faserverbundwerkstoff besteht oder einen solchen aufweist.

Die Schneiden zum Zertrennen des Sägegutes, die an dem Grundkörper des Sägeblattes angeordnet sind, weisen in bevorzugter Weise ein Metall oder eine Keramik auf. Für die Schneiden kommen im Prinzip sämtliche Materialien, die zur Herstellung einer Schneide geeignet sind, in Frage, insbesondere Hartmetalle. Derartige Materialien sind jedoch im Prinzip bekannt und sollen daher an dieser Stelle nicht weiter erörtert werden. Wichtig ist, dass die Schneiden an dem Grundkörper angeordnet werden können.

In bevorzugter Weise sind die Schneiden dadurch mit dem Grundkörper verbunden, dass sie einen Abschnitt aufweisen, der in dem Faserverbundwerkstoff des Grundkörpers eingelagert ist. Insbesondere kann ein speziell ausgeformter Abschnitt (Befestigungsabschnitt) an einer Schneide vorgesehen sein, der in das Verbundmaterial des Grundkörpers hineinragt und für eine Verbindung der Schneide mit dem Grundkörper sorgt.

Dabei umgibt der Faserverbundwerkstoff, d.h. sowohl das Matrixmaterial als auch die Fasern, den hineinragenden Abschnitt einer Schneide und fixiert diesen, so dass die Schneide gewissermaßen in den Faserverbundwerkstoff des Grundkörpers des Sägeblatts eingebunden ist. Zur Herstellung dieser bevorzugten Verbindung zwischen Schneide und Grundkörper wird beispielsweise ein Fasergerüst für den Grundkörper zusammen mit dem Befestigungsabschnitt einer oder mehrerer Schneiden mit einem Kunststoff-Matrixmaterial vergossen. Hierdurch entsteht eine feste Verbindung zwischen den einzelnen Schneiden und dem Grundkörper.

Um die Verbindung des Befestigungsabschnittes einer Schneide mit dem Grundkörper weiter zu verbessern, weist der Befestigungsabschnitt einer Schneide vorteilhafterweise mindestens eine Befestigungsöffnung auf. Diese Befestigungsöffnung wird vom Matrixmaterial des Faserverbundwerkstoffes des Grundkörpers durchsetzt, wodurch die Festigkeit der Verbindung zwischen Schneide und Grundkörper erhöht wird. Zusätzlich durchsetzen auch Fasern des Faserverbundwerkstoffes die Befestigungsöffnung und verstärken dadurch die Anbindung einer Schneide an den Grundkörper. Hierbei sind bevorzugt Fasern des Faserverbundwerkstoffes zu mindestens einem Strang verwoben, der durch eine Befestigungsöffnung einer Schneide geführt ist und diese somit zusätzlich an dem Grundkörper fixiert. Die Schneide ist somit gewissermaßen mit dem Grundkörper des Sägeblattes verwoben.

Ferner sind bevorzugt spezielle Befestigungsstrukturen vorgesehen, über die die einzelnen Schneiden mit dem Grundkörper verbunden sind. Dabei kann der Grundköper z.B. korrespondierende Befestigungsstrukturen aufweisen, die eine Verbindung mit den Befestigungsstrukturen der Schneiden ermöglichen, z.B. für eine Nietverbindung.

Neben dem Einbinden in den Faserverbundwerkstoff des Grundkörpers lassen sich die Schneiden natürlich auch über andere Techniken mit dem Grundkörper des Sägeblattes verbinden. Dazu kommt beispielsweise ein Vernieten oder ein Verkleben der einzelnen Schneiden mit dem Grundkörper in Betracht.

Eine besonders stabile und gut mit dem Grundkörper des Sägeblatts verbindbare Anordnung von Schneiden ist dadurch gegeben, dass die einzelnen Schneiden an einem Schneidring ausgebildet sind. Der Schneidring besteht vorzugsweise aus einem einstückigen Ring, an dem entlang seines äußeren Umfanges eine Mehrzahl von Schneiden einstückig mit ihm verbunden ist.

In bevorzugter Weise besteht eine Verbindung zwischen dem Schneidring und dem Grundkörper des Sägeblatts dadurch, dass ein Abschnitt des Schneidrings, beispielsweise entlang seines inneren Umfangs, in den Faserverbundwerkstoff des Sägeblatt- Grundkörpers eingelagert ist. Dies erfolgt in der weiter oben in Bezug auf die einzelnen Schneiden schon erläuterten Weise.

Zusätzlich kann natürlich auch vorgesehen sein, dass der Schneidring über andere Mittel mit dem Grundkörper des Sägeblatts verbunden ist, beispielsweise durch Vernieten oder Verkleben.

Zur Realisierung eines Kreis- oder Ringkreissägeblatts ist der Grundkörper in bevorzugter Weise scheibenförmig ausgebildet und weist an seinem äußeren Umfang periodisch angeordnete, wellenförmige Ausbuchtungen auf. Diese Ausbuchtungen sind beispielsweise der Form mit dem Grundkörper zu verbindender Schneiden angepasst. Hierbei lassen sich die einzelnen Schneiden in der Ausbuchtung anordnen, wobei die Schneidkante einer Schneide näherungsweise radial ausgerichtet sein kann.

Besonders vorteilhaft an dem aus einem Faserverbundwerkstoff bestehenden Grundkörper ist, dass sich in seinem Inneren Sensoren zum Überprüfen bestimmter Sägeblatt-Parameter anordnen lassen. Dies kann bevorzugt ein Temperatursensor zum Ermitteln der Sägeblatttemperatur sein. Mithilfe eines derartigen Temperatursensors ist es möglich, jederzeit beim Sägen über die tatsächliche Temperatur des Sägeblatts informiert zu sein.

Dadurch kann beispielsweise eine Überlastung des Sägeblatts erkannt und durch Herabsetzen der Vorschubgeschwindigkeit bzw. der Schnittgeschwindigkeit begegnet werden. Vorteilhafterweise kann zusätzlich oder alternativ ein Dehnungssensor zum Ermitteln einer Sägeblattdehnung im Innern des Sägeblatt-Grundkörpers angeordnet sein. Dies ermöglicht insbesondere, Verformungen, die beim Sägevorgang auftreten, zu erkennen und Säge-Parameter in Abhängigkeit davon anzupassen.

In bevorzugter Weise ist in den Grundkörper des Sägeblatts des Weiteren ein RFID-Transponder integriert, mit dem sich die von den ebenfalls im Grundkörper integrierten Sensoren ermittelten Messdaten an einen externen Empfänger übermitteln lassen. Dieser externe Empfänger kann beispielsweise in der Sägevorrichtung, in der das Sägeblatt betrieben wird, angeordnet sein.

Der Empfänger kann aber darüber hinaus auch zu der Sägevorrichtung separat angeordnet sein, beispielsweise in einer Steuerungseinrichtung. Durch Anordnung des RFID-Empfängers innerhalb einer Steuerungseinrichtung zum Steuern des Sägevorganges kann der Sägevorgang mit den von den im Sägeblatt vorhandenen Sensoren ermittelten Daten gesteuert werden. Dies ermöglicht eine zuverlässige Kontrolle des Sägevorganges, wodurch beispielsweise ein Zerstören des Sägeblatts vermieden werden kann. Darüber hinaus kann auch die Schnittqualität beim Sägevorgang durch ständiges Anpassen der Schnitt- bzw. Vorschubgeschwindigkeit an die gemessenen Daten gewährleistet werden.

Neben integrierten Sensoren kann der Grundkörper des Sägeblatts auch einen oder mehrere Aktuatoren aufweisen, die eine Kraft auf das Sägeblatt ausüben können. Insbesondere kann mittels der Aktuatoren eine Kraft zum Reduzieren von Schwingungen des Sägeblatts beim Sägevorgang auf das Sägeblatt ausgeübt werden. Dazu wird beispielsweise eine senkrecht auf die Seitenflächen des Grundkörpers einwirkende Kraft erzeugt, um seitliche Schwingungen des Sägeblattes beim Sägen zu vermindern. Durch eine Reduzierung von Schwingungen ist die Schnittbreite beim Sägen kontrollierbar und es kann eine bessere Schnittgüte erreicht werden.

Vorteilhafterweise lassen sich die Aktuatoren von einer Steuerungseinrichtung steuern, an die auch Daten von ebenfalls im Sägeblatt integrierten Sensoren übermittelt werden. Hierdurch kann beispielsweise als Reaktion auf bestimmte Messdaten des Dehnungssensors eine Ansteuerung des oder der Aktuatoren erfolgen.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Sägevorrichtung, die ein Sägeblatt mit den zuvor beschriebenen Eigenschaften aufweist.

Hierbei können mehrere derartige Sägeblätter simultan betrieben werden. Es ist aber auch möglich, dass nur ein einzelnes Sägeblatt oder ein erfindungsgemäßes Sägeblatt in Kombination mit herkömmlichen Sägeblättern, etwa aus Stahl, betrieben wird.

In einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Sägeblatts mit einem Grundkörper aus einem Faserverbundwerkstoff bereitgestellt. Das Verfahren weist die Schritte auf:

– Bereitstellen eines Fasergeflechtes für den Grundkörper;
– Anordnen von Schneiden zum Zertrennen eines Sägegutes in Bezug auf das Fasergeflecht;
– Ummanteln des Fasergeflechtes und jeweils eines Abschnittes der Schneiden mit einem Vergussmaterial, wodurch einerseits der Grundkörper hergestellt wird und andererseits die Schneiden mit dem Grundkörper verbunden werden und
– Aufbringen einer oberflächenhärtenden Beschichtung zumindest auf einen Abschnitt der Oberfläche des Grundkörpers.

Mit diesem Verfahren lassen sich in besonders effizienter Weise eine oder mehrere Schneiden mit dem Faserverbundwerkstoff-Grundkörper des Sägeblattes verbinden. Dabei erfolgt das Verbinden der einzelnen Schneiden gleichzeitig mit dem Herstellen des Grundkörpers. In bevorzugter Weise werden das Fasergeflecht und die Schneiden per Spritzguss-Verfahren mit einem Kunststoff ummantelt. Somit steht ein schnelles und sicheres Verfahren zur Verfügung, einen aus einem Faserverbund werkstoff gebildeten Sägeblatt-Grundkörper mit den notwendigen Schneiden fest und dauerhaft zu verbinden.

Es ist hierbei nicht unbedingt notwendig, dass die einzelnen Schneiden separate Bestandteile sind, sondern es kann auch ein Schneidring vorgesehen sein, der an seinem äußeren Umfang periodisch angeordnete Schneiden aufweist oder ausbildet. Zum Verbinden des Schneidringes mit dem Grundkörper werden Abschnitte des Schneidringes zusammen mit dem Fasergeflecht des Grundkörpers, beispielsweise per Spritzguss-Verfahren, mit dem Kunststoff ummantelt.

In besonders bevorzugter Weise ist die oberflächenhärtende Beschichtung als Nanobeschichtung augebildet oder weist eine solche auf. Nanobeschichtungen waren schon weiter oben im Zusammenhang mit dem Sägeblatt betrachtet worden, so dass an dieser Stelle nicht noch einmal darauf eingegangen werden soll.

Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines Sägeblatts. Dieses Verfahren weist die Schritte auf:

– Bereitstellen eines Sägeblattes;
– Aufbringen einer oberflächenhärtenden Beschichtung zumindest abschnittsweise auf die Oberfläche des Sägeblattes, wobei
– die Beschichtung zusätzlich Anti-Eigenschaften und eine gegenüber dem Sägeblatt erhöhte Wärmeleitfähigkeit aufweist.

Mit diesem Verfahren können auch herkömmliche Sägeblätter stabilisiert werden, so dass die Sägeblätter mit geringerer Dicke ausgeführt werden können. Durch die gegenüber dem Sägeblatt erhöhte Wärmeleitfähigkeit der Beschichtung und deren Antihaft-Eigenschaften wird gewährleistet, dass einerseits die beim Sägevorgang entstehende Wärme sicher abgeführt wird und andererseits das Festkleben von Sägeprodukten, beispielsweise Harz, während des Sägevorgangs am Sägeblatt reduziert oder vermieden wird.

Dadurch verbessert sich sowohl die Standfestigkeit als auch die Schnittgüte des Sägeblatts. Vorteilhafterweise umfasst die oberflächenhärtende Beschichtung eine Nanobeschichtung.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Bezug auf die Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
1A eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sägeblatts;
1B einen Ausschnitt des Sägeblatts der 1A;
2 eine abschnittsweise Schnittansicht eines Sägeblatts;
3 einen Ausschnitt aus einem Sägeblatt in vergrößerter Schnittdarstellung;
4 eine weitere Ausführungsvariante des Sägeblatts in abschnittsweiser Schnittdarstellung;
5 eine Vorderansicht eines Sägeblatts.
Die 1A zeigt ein Sägeblatt 1, das einen scheibenförmigen Grundkörper 2 aufweist. Der Grundkörper eines Sägeblatts wird auch als „Blattstamm" bezeichnet. An dem Blattstamm 2 sind Schneiden 4 zum Zertrennen eines Sägegutes (nicht dargestellt) angeordnet. Das Kreissägeblatt 1 weist zudem eine zentrale Öffnung 5 auf, über die es mit der Achse einer Säge vorrichtung verbunden und angetrieben werden kann. Der Blattstamm 2 des Kreissägeblatts 1 besteht aus einem Faserverbundwerkstoff.
Die Schneiden 4 sind dadurch mit dem Blattstamm 2 des Kreissägeblatts 1 verbunden, dass sie mit einem Abschnitt in den Faserverbundwerkstoff des Blattstammes 2 hineinragen. Über die Vergussmatrix des Faserverbundwerkstoffes und die Fasern des Verbundwerkstoffes sind die Schneiden 4 fest an dem Blattstamm 2 fixiert. Die Verbindung der Schneiden 4 und dem Blattstamm 2 kann durch gleichzeitiges Vergießen sowohl der Fasern des Verbundwerkstoffes als auch der Schneiden 4 mit einem Vergussmaterial erfolgen.
Dabei werden die Schneiden 4 so in Bezug auf den Blattstamm 2 angeordnet, dass ihre Schneidkanten 41 aus dem Verguss-Kunststoff herausragen und durch das Vergießen nicht in ihrer Schneidwirkung beeinträchtigt sind.
Zusätzlich ist die gesamte Oberfläche des Blattstamms 2 mit einer oberflächenhärtenden Nanobeschichtung 10 versehen. Die Nanobeschichtung 10 stabilisiert den Blattstamm 2 und sorgt dafür, dass der Verbundwerkstoff des Blattstammes 2 auch durch die hohe Belastung beim Sägen nicht beschädigt wird oder sich in der Form verändert.
Der Blattstamm 2 weist an seinem äußeren Umfang periodisch angeordnete, wellenförmige Ausbuchtungen 22 auf. In diese Ausbuchtungen 22 werden die Schneiden 4 mit einem Abschnitt 43 in tangentialer Richtung eingeführt und in den Faserverbundwerkstoff des Blattstammes 2 eingebunden.
Die 1B zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Kreissägeblatt der 1A. Die Schneiden 4 weisen jeweils eine Schneidkante 41 zum Zertrennen eines Sägegutes auf. Es ist zu erkennen, dass im Wesentlichen jeweils nur die Schneidkante 41 aus einer Ausbuchtung 22 des Blattstammes 2 herausragt.
Ein Abschnitt 43 der Schneiden 4 ragt jeweils in eine Ausbuchtung 22 hinein und ist zusammen mit dem Blattstamm 2 in einer Kunststoffmatrix vergossen und somit mit dem Blattstamm verbunden. Zusätzlich ist der Blattstamm 2 des Kreissägeblatts 1, wie bereits in Bezug auf die 1A erwähnt, mit einer Nanobeschichtung 10 versehen, die die Oberfläche des Kreissägeblatts 1 härtet und somit stabilisiert.
Die 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sägeblattes. Ein Kreissägeblatt 1 weist, wie das Kreissägeblatt der 1A, einen Blattstamm 2 auf, an dem eine Mehrzahl von Schneiden 4 entlang seines Umfanges angeordnet sind. In der Mitte des Kreissägeblatts 1 befindet sich eine Bohrung 5, über die das Kreissägeblatt 1 mit einer Achse einer Sägevorrichtung verbunden und angetrieben werden kann. Die Bohrung 5 ist mit einem sie umgebenden Ring 51, z.B. aus Metall oder einem Kunststoff, stabilisiert.
Wie in den vorangegangenen 1A, 1B weist die Oberfläche sowohl des Blattstammes 2 als auch die Seitenflächen der Schneiden 4 eine oberflächenhärtende Nanobeschichtung 10 auf. Dadurch wird das Kreissägeblatt 1 beim Sägevorgang stabilisiert.
Der Blattstamm 2 ist aus einem Verbundwerkstoff gebildet, der ein Kunststoffmatrixmaterial aufweist, in das Materialfasern 31 eingelagert sind. Die 2 zeigt, dass die Fasern 31 sich überkreuzend angeordnet sind und ein Geflecht 3 bilden. Diese Ausgestaltung der Faseranordnung bewirkt einen besonders stabilen Zusammenhalt der einzelnen Fasern 31, wodurch die auf die Schneiden 4 beim Sägevorgang wirkenden Kräfte optimal aufgenommen werden. Dies wird dadurch unterstützt, dass die Fasern 31 ein rechtwinkliges Geflecht bilden, wodurch aus unterschiedlichen Richtungen angreifende Kräfte gut abgeleitet werden.
Die Schneiden 4 sind, wie in den Beispielen der 1A und 1B, mit einem Abschnitt in dem Matrixmaterial 6 des Faserverbundwerkstoffes eingegossen und somit fest und besonders langzeitstabil mit dem Blattstamm 2 verbunden.
Im Innern des Blattstammes 2 sind darüber hinaus Sensoreinrichtungen angeordnet. Zum einen ist dies ein Wärmesensor 7, mit dem sich die Temperatur des Sägeblattes 1 beim Sägevorgang ermitteln lässt. Zum anderen ist ein Dehnmessstreifen 8 im Blattstamm 2 angeordnet, mit dem eine Verformung des Sägeblattes 1 festgestellt werden kann. Sowohl der Wärmesensor 7 als auch der Dehnmessstreifen 8 stehen mit einem RFID-Transponder 9 in Verbindung.
Mithilfe des RFID-Transponders 9 werden die von den Sensoren 7, 8 ermittelten Daten während des Sägevorgangs an eine externe Empfangseinrichtung (nicht dargestellt) übermittelt. Diese externe Empfangseinrichtung kann beispielsweise ein Bestandteil der Sägevorrichtung oder auch separat zu dieser angeordnet sein. Durch Messen der Sägeblatttemperatur und der Verformung des Sägeblatts 1 lässt sich auf den Zustand des Sägeblatts 1 rückschließen und abhängig davon zum Beispiel die Vorschubgeschwindigkeit beim Sägen geregelt werden.
Die 3 zeigt eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Ausschnitts aus einem Sägeblatt 1. Das Sägeblatt 1 weist wiederum einen Blattstamm 2 aus einem Faserverbundwerkstoff auf, an dem mehrere Schneiden 4 angeordnet sind. Der Verbundwerkstoff des Blattstammes 2 besteht aus einer Kunststoffmatrix 6, in die ein Geflecht 3 aus Materialfasern 31 eingelagert ist.
Die Schneiden 4 weisen jeweils eine Schneidkante 41 zum Zertrennen eines Sägegutes auf. Ein Abschnitt 43 ragt in den Verbundwerkstoff des Blattstammes 2 hinein und ist in diesen eingebunden, wodurch die Schneide 4 mit dem Blattstamm verbunden ist. Um eine verbesserte Verbindung des Abschnittes 43 mit dem Faserverbundwerkstoff des Blattstammes 2 zu erreichen, weist der Abschnitt 43 eine Befestigungsöffnung 44 auf. Die Befestigungsöffnung 44 wird beim Vergießen des Abschnittes 43 der Schneide 4 von dem Kunststoffmaterial 6 und auch von den Fasern 31 des Verbundwerkstoffes des Blattstammes 2 durchsetzt. Dadurch wird der Abschnitt 43 – und damit die Schneide 4 – fest in den Faserverbundwerkstoff des Blattstammes 2 eingebunden; gewissermaßen über die die Befestigungsöffnung 44 durchdringenden Fasern 31 mit dem Blattstamm 2 verwoben.
Die Oberflächen des Kreissägeblatts 1 sind wiederum mit einer Nanobeschichtung 10 zur Oberflächenhärtung versehen. Die Nanobeschichtung 10 erstreckt sich nahezu über die gesamte Oberfläche des Blattstamms 2.
Allerdings ist der aus den wellenförmigen Ausbuchtungen 22 des Blattstammes 2 jeweils herausragende Abschnitt der Schneiden 4 selber nicht beschichtet. Insbesondere ist natürlich die Schneidkante 41 einer Schneide 4 nicht beschichtet, um die Schneideigenschaften einer Schneide nicht zu beeinträchtigen.
Eine Schneide 4 ist gemäß der 3 nahezu komplett vom Faserverbundwerkstoff des Blattstammes 2 umgeben, so dass im Wesentlichen nur noch die Schneidkante 41 herausragt. Mit dieser Ausgestaltung lässt sich eine besonders stabile Verbindung zwischen den Schneiden und dem Blattstamm 2 herstellen. Des Weiteren kann nahezu das gesamte Kreissägeblatt 1 mit ein und derselben Nanobeschichtung 10 versehen sein, da das Kreissägeblatt 1 im Prinzip komplett aus dem Blattstamm 2 gebildet wird. Dadurch ist es möglich, nahezu das gesamte Sägeblatt mit einer Beschichtung zu versehen, die lediglich auf einem Material, nämlich das des Blattstammes 2, haften muss.
Die 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sägeblatts. Ein Kreissägeblatt 1 weist einen nahezu kreisförmigen Blattstamm 2 auf, der entlang seines äußeren Umfanges 21 mit einem Schneidring 40 verbunden ist. An dem Schneidring 40 ist eine Mehrzahl von Schneiden 4 mit Schneidkanten 41 angeordnet. Im Unterschied zu den vorangegangenen Figuren sind nicht einzelne Schneiden mit dem Blattstamm des Sägeblatts verbunden, sondern der Schneidring 40, der einstückig die Schneiden 4 ausbildet. Dies verleiht der Anordnung der Schneiden 4 des Sägeblatts 1 eine besondere Stabilität und vereinfacht die Herstellung des Sägeblattes.
Das Verbinden des Schneidringes 40 erfolgt ähnlich wie bei den einzelnen Schneiden dadurch, dass der Schneidring 40 mit einem Abschnitt in das Faserverbundwerkstoff-Material eingebunden ist. Hierbei ist ein Abschnitt 403 des Schneidringes 40 mit dem Material der Kunststoffmatrix 6 des Faserverbundwerkstoffes vergossen. Gleichzeitig ist der Abschnitt 403 gewissermaßen auch über die Fasern 31 des Fasergeflechtes 3 gewissermaßen mit dem Blattstamm 2 verwoben. Dies wird dadurch unterstützt, dass die einzelnen Schneiden 4 des Schneidringes 40 jeweils eine Befestigungsöffnung 44 aufweisen, die sowohl von dem Kunststoff-Matrixmaterial als auch von den Fasern 31 des Faserverbundwerkstoffes durchsetzt werden und darüber eine feste Verbindung des Schnittringes 40 mit dem Blattstamm 2 des Kreissägeblatts 1 entsteht.
Im Ausführungsbeispiel der 4 weist das Kreissägeblatt 1 zusätzlich einen Aktuator 11 auf. Mit dem Aktuator 11 können senkrecht zu den Seitenflächen des Kreissägeblatts 1 wirkende Kräfte auf dieses ausgeübt werden. Hiermit ist es möglich, seitliche Schwingungen des Sägeblatts 1, die beim Sägen entstehen können, auszugleichen. Dies ermöglicht eine besonders ruhige Sägebewegung des Kreissägeblatts 1 und damit einen besonders feinen, reproduzierbaren Schnitt.
Zusätzlich kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass Bewegungssensoren im Blattstamm angeordnet sind, zum Beispiel Dehnungsmessstreifen, mit denen eine Schwingungsbewegung des Sägeblatts quantitativ erfasst werden kann. Diese Daten können dann beispielsweise dazu genutzt werden, um den Aktuator 11 anzusteuern und somit den Schnittvorgang zu kontrollieren.
Die 5 zeigt eine Vorderansicht eines Abschnittes eines Sägeblatts 1. Zu erkennen ist eine Schneide 4 mit einer Schneidkante 41. Das Sägeblatt 1 besitzt einen Blattstamm 2 aus einem Faserverbundwerkstoff. Der Blattstamm 2 weist auf seiner Oberfläche eine oberflächenhärtende Beschichtung 10 auf.

1: Kreissägeblatt
2: Blattstamm
21: äußerer Umfang
22: Ausbuchtung
3: Geflecht
31: Faser
4: Schneide
41: Schneidkante
43: Abschnitt
44: Befestigungsöffnung
5: zentrale Bohrung
51: Ring
6: Vergussmatrix
7: Wärmesensor
8: Dehnungsmessstreifen
9: RFID-Transponder
10: Nanobeschichtung
40: Schneidring
403: Abschnitt

Claims

Sägeblatt zum Sägen eines Sägegutes, wobei das Sägeblatt einen Grundkörper aufweist, an dem Schneiden zum Zertrennen des Sägegutes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) einen Faserverbundwerkstoff aufweist und die Oberfläche des Grundkörpers (2) zumindest abschnittsweise mit einer oberflächenhärtenden Beschichtung (10) versehen ist.
Sägeblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (10) des Grundkörpers (2) zumindest abschnittsweise zusätzlich Antihaft-Eigenschaften besitzt oder der Grundköper (2) zumindest abschnittsweise zusätzlich eine Antihaft-Beschichtung aufweist.
Sägeblatt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (10) des Grundkörpers (2) zumindest abschnittsweise zusätzlich eine gegenüber dem Grundkörper (2) erhöhte Wärmeleitfähigkeit besitzt und/oder der Grundköper (2) zumindest abschnittsweise zusätzlich Material mit einer gegenüber dem Grundkörper (2) erhöhten Wärmeleitfähigkeit aufweist.
Sägeblatt nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (10) des Grundkörpers (2) zumindest abschnittsweise eine Nanobeschichtung (10) umfasst.
Sägeblatt nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (31) des Faserverbundwerkstoffes in Bezug auf die beim Sägevorgang auf die Schneiden (4) wirkenden Kräfte angeordnet sind.
Sägeblatt nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwerkstoff ein Geflecht (3) aus sich kreuzenden Fasern (31) aufweist.
Sägeblatt nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (31) des Faserverbundwerkstoffes überwiegend parallel zur Oberfläche des Grundkörpers (2) angeordnet sind.
Sägeblatt nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet ist.
Sägeblatt nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses als Kreissäge- oder Ringkreissägeblatt ausgebildet ist.
Sägeblatt nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden (4) Metall oder Keramik aufweisen.
Sägeblatt nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt (43) mindestens einer Schneide (4) in den Faserverbundwerkstoff des Grundkörpers (2) hineinragt und in diesem eingelagert ist, wodurch die Schneide (4) mit dem Grundkörper (2) verbunden ist.
Sägeblatt nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden (4) mindestens eine Befestigungsstruktur (44) aufweisen, über die sie mit dem Grundkörper (2) verbunden sind.
Sägeblatt nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt (43) mindestens einer Schneide (4) mindestens eine Befestigungsöffnung (44) aufweist und dieser Abschnitt (43) so in den Faserverbundwerkstoff eingelagert ist, dass die Befestigungsöffnung (44) von dem Faserverbundwerkstoff zumindest teilweise durchsetzt ist.
Sägeblatt nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Fasern (31) des Faserverbundwerkstoffes zu mindestens einem Strang verwoben sind, der durch eine Befestigungsöffnung (44) einer Schneide (4) geführt ist und diese zusätzlich an dem Grundkörper (2) fixiert.
Sägeblatt nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden (4) durch Vernieten und/oder Verkleben mit dem Grundkörper (2) verbunden sind.
Sägeblatt nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden (4) an einem Schneidring (40) angeordnet sind, der dadurch mit dem Grundkörper (2) verbunden ist, dass ein Abschnitt (403) des Schneidringes (2) in dem Faserverbundwerkstoff des Grundkörpers (2) eingelagert ist.
Sägeblatt nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidring (40) durch Vernieten und/oder Verkleben mit dem Grundkörper (2) verbunden sind.
Sägeblatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen scheibenförmigen Grundkörper (2), der an seinem äußeren Umfang (21) periodisch angeordnete, wellenförmige Ausbuchtungen (22) aufweist.
Sägeblatt nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen Temperatursensor (7) zum Ermitteln einer Sägeblatttemperatur.
Sägeblatt nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen Dehnungssensor (8) zum Ermitteln einer Sägeblattdehnung.
Sägeblatt nach Anspruch 19 oder 20, gekennzeichnet durch mindestens einen Sender (9) zum Übermitteln der ermittelten Daten an einen externen Empfänger.
Sägeblatt nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch einen RFID-Transponder (9) als Sender.
Sägeblatt nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen Aktuator (11), mit dem eine Kraft zum Reduzieren von Schwingungen des Sägeblatts (1) auf das Sägeblatt (1) ausübbar ist.
Sägevorrichtung mit mindestens einem Sägeblatt gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Herstellen eines Sägeblatts mit einem Grundkörper aus einem Faserverbundwerkstoff, mit den Schritten: – Bereitstellen eines Fasergeflechtes (3) für den Grundkörper (2); – Anordnen von Schneiden (4) zum Zertrennen eines Sägegutes in Bezug auf das Fasergeflecht (3); – Ummanteln des Fasergeflechtes (3) und jeweils eines Abschnittes (43) der Schneiden (4) mit einem Vergussmaterial (6), wodurch einerseits der Grundkörper (2) hergestellt wird und andererseits die Schneiden (4) mit dem Grundkörper (2) verbunden werden und – Aufbringen einer oberflächenhärtenden Beschichtung zumindest auf einen Abschnitt der Oberfläche des Grundkörpers.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Ummanteln per Spritzguss-Verfahren erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden (4) an einem Schneidring (40) angeordnet sind und ein Abschnitt (43) des Schneidrings (40) ummantelt wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die oberflächenhärtende Beschichtung (10) eine Nanobeschichtung (10) umfasst.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergussmaterial (6) ein Kunststoff ist.
Verfahren zum Beschichten eines Sägeblatt mit den Schritten: – Bereitstellen eines Sägeblattes (1); – Aufbringen einer oberflächenhärtenden Beschichtung (10) zumindest abschnittsweise auf die Oberfläche des Sägeblattes (1), wobei – die Beschichtung (10) zusätzlich Antihaft-Eigenschaften und eine gegenüber dem Sägeblatt (1) erhöhte Wärmeleitfähigkeit aufweist.
Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die oberflächenhärtende Beschichtung (10) eine Nanobeschichtung (10) umfasst.