DE102012201667A1

DE102012201667A1 - Drehoszillationstrennwerkzeug für eine Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102012201667A1
Application number: DE201210201667
Authority: DE
Inventors: Tanja Meindorfer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-02-06
Filing date: 2012-02-06
Publication date: 2013-08-08
Also published as: US20150020671A1; WO2013117353A1

Abstract

Ein Drehoszillations Trennwerkzeug für eine Werkzeugmaschine weist ein Stammblatt mit einer Arbeitskante auf, die als ein Wellenprofil ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehoszillationstrennwerkzeug, insbesondere auf ein Drehoszillationssägeblatt für eine Werkzeugmaschine, insbesondere für eine Handwerkzeugmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stand der Technik
Aus der EP 1 263 333 B1 ist ein Tauchsägeblatt für eine Werkzeugmaschine bekannt, das im Betrieb eine oszillierende Drehbewegung ausführt. Das Tauchsägeblatt ist mit einem etwa rechteckförmigen Stammblatt versehen, welches mit einem Halterungsabschnitt verbunden ist, über den die Verbindung zur Werkzeugwelle hergestellt wird. Auf der dem Halterungsabschnitt gegenüberliegenden Seite weist das Stammblatt eine mit Schneidezähnen versehene Schneidkante auf, die konvex nach außen gebogen ist.
Bekannt ist es außerdem, die Zähne zu schränken, so dass die seitlichen Zahnbereiche über die Stammblattseitenflächen überstehen und bei der Werkstückbearbeitung ein Freischnitt entsteht, der eine bessere Wärmeableitung und Spanabfuhr gewährleistet.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen ein Drehoszillationstrennwerkzeug so auszubilden, dass bei guter Wärmeableitung und Spanabfuhr auch verhältnismäßig breite Nuten mit geringem Aufwand erzeugt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehoszillationstrennwerkzeug in Form eines Tauchtrennwerkzeuges, insbesondere eines Tauchsägeblattes, das in Werkzeugmaschinen, insbesondere in handgeführten Werkzeugmaschinen einsetzbar ist und im Betrieb eine Drehoszillationsbewegung ausführt. Das Tauchtrennwerkzeug weist ein kreissegmentförmiges oder zumindest annähernd rechteckförmiges Stammblatt auf, dessen eine Seitenkante eine Arbeitskante bildet. Unter einer Arbeitskante wird dabei insbesondere eine Schneidkante – vorzugsweise eine mit Schneidkörpern versehene Schneidkante –, eine Sägekante – vorzugsweise eine mit Sägezähnen versehene Sägekante – und/oder eine Abrasionskante – vorzusgweise eine mit Abrasionskörpern wie beispielsweise Schleifkörpern versehen Abrasionskante – verstanden. Die Arbeitskante ist vorzugsweise mit einer Schneidbeschichtung versehen, welche harte Schneidpartikel aus Metall, Keramik oder einem sonstigen Material aufweist. In diesem Fall besitzt die Arbeitskante bevorzugt keine Schneidezähne. Es können jedoch auch Ausführungen vorteilhaft sein, bei denen die Arbeitskante neben der Schneidbeschichtung zumindest abschnittsweise Schneidezähne aufweist.
Gemäß einer alternativen Ausführung ist vorgesehen, dass die Arbeitskante mit Schneidezähnen versehen ist. Auf eine Schneidbeschichtung mit Schneidpartikeln kann dann verzichtet werden. Vorteilhafterweise kann aber auch eine zumindest abschnittsweise Schneidbeschichtung an der Arbeitskante vorgesehen sein.
Die Arbeitskante des Drehoszillationstrennwerkzeugs weist ein Wellenprofil mit mindestens einer Halbwelle auf, die sich orthogonal zur Stammblattebene erhebt. Dadurch ist zum einen ein hoher Freischnitt sichergestellt, der durch den seitlichen Überstand zwischen der Seite der Arbeitskante und der Stammblattseitenfläche zustande kommt, was die Wärmeableitung und die Spanabfuhr begünstigt. Zum andern weist die Arbeitskante eine verhältnismäßig große Breite – orthogonal zur Stammblattebene gesehen – auf, was das Erzeugen breiter Nuten erleichtert.
Die Arbeitskante weist zumindest eine Halbwelle auf, wobei die Arbeitskante ggf. aus einer Mehrzahl von Halbwellen bzw. Wellen bestehen kann, was bei einer Drehoszillationsbewegung, bei der die Arbeitskante entlang ihrer Längsrichtung bewegt wird, zu einem Trenn-, insbesondere Sägeeffekt führt. Somit wird auch bei einem Verzicht auf Schneidzähne eine hohe Schnittleistung ermöglicht.
Die Wellenhöhe des Wellenprofils entlang der Arbeitskante beträgt, bezogen auf die maximale Elongation orthogonal zur Stammblattebene, beispielsweise 3 mm bis 8 mm. Falls die Arbeitskante mit einer Schneidbeschichtung mit Schneidpartikeln versehen ist, beträgt die maximale Elongation orthogonal zur Stammblattebene beispielsweise 4 mm bis 11 mm.
Es kommen grundsätzlich verschiedenartige Wellenprofile in Betracht. Möglich ist beispielsweise ein zumindest annähernd sinusförmiges Wellenprofil mit stetigem Übergang von einem Wellental zum darauffolgenden Wellenberg und weiter zum folgenden Wellental etc. Des Weiteren kommen auch kantige oder eckige Wellenprofile in Betracht, insbesondere dergestalt, dass das Wellenprofil sich im Querschnitt aus einem Polygonzug zusammensetzt und/oder das Wellenprofil mit Kanten versehen ist, welche parallel zur Stammblattebene verlaufen und die Arbeitskante orthogonal schneiden. Beispielsweise kann das Wellenprofil stufig ausgebildet sein, so dass sich das Wellenprofil im Querschnitt aus halboffenen Rechtecken zusammensetzt. Des Weiteren ist es sowohl möglich, dass aufeinander folgende Wellen gleichartig ausgebildet sind als auch unterschiedlich ausgebildet sein können. Beispielsweise können aufeinander folgende Wellen oder Halbwellen eine sich ändernde Amplitude und/oder Länge aufweisen. Des Weiteren ist es möglich, Wellen unterschiedlicher Amplitude und/oder Länge zu überlagern, so dass sich komplexe Wellenformen ergeben.
Gemäß noch einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist vorgesehen, dass in das Wellenprofil Schlitze eingebracht sind, welche sich parallel zur Stammblattebene und orthogonal zur Arbeitskante erstrecken. Durch die Schlitzbildung wird eine zahnähnliche Struktur der Arbeitskante erreicht.
Gemäß noch einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist auf die Arbeitskante ein Verstärkungselement aufgesetzt, welches zweckmäßigerweise ebenfalls Wellenform besitzt bzw. der Wellenform der Arbeitskante entsprechend ausgebildet ist. Das Verstärkungsprofil sorgt zum einen für eine verbesserte Stabilität und Festigkeit der Arbeitskante, zum andern wird die Breite der Arbeitskante vergrößert, so dass breitere Nuten in einem Werkstück erzeugt werden können. Das Schneidprofil ist ggf. mit der Schneidbeschichtung mit Schneidpartikeln versehen.
Gemäß noch einer zweckmäßigen Ausführung sind im Bereich der Arbeitskante zwei gegenphasige Wellenprofile aufeinandergesetzt. Die Arbeitskante ist in dieser Ausführung spiegelsymmetrisch zu einer Mittelebene des Stammblattes ausgebildet, wobei jedem Wellenberg ein spiegelsymmetrisch angeordneter, sich zur gegenüberliegender Seite erhebender Wellenberg zugeordnet ist. Konstruktiv kann diese Ausführung beispielsweise durch zwei spiegelsymmetrisch angeordnete und miteinander verbundene, wellenförmige Arbeitskantenprofile erzeugt werden, die beispielsweise miteinander verlötet oder verschweißt werden. Dieses Wellenprofil zeichnet sich ebenfalls durch eine hohe Festigkeit aus.
Gemäß noch einer zweckmäßigen Ausführung ist vorgesehen, dass die Stirnseite der Arbeitskante gekrümmt bzw. gebogen ausgeführt ist, wobei die Krümmung in der Stammblattebene liegt. Hierbei kommen sowohl konkave als auch konvexe Ausführungen in Betracht, wobei im Falle einer konkaven Arbeitskante die Eckbereiche am weitesten außen liegen und der mittlere Bereich zwischen den Eckbereichen am wenigsten weit nach außen ragt, wohingegen bei konvexer Ausführung der mittlere Buckel sich am weitesten nach außen erstreckt und die größte Entfernung zum Einspannende aufweist.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Tauchsägeblattes mit gewellter Arbeitskante,
2 ein Tauchsägeblatt mit gewellter Arbeitskante, die mit einer Schneidbeschichtung mit Schneidpartikeln versehen ist,
3 ein weiteres Tauchsägeblatt mit einem auf die Arbeitskante aufgesetzten Verstärkungselement,
4 die Arbeitskante mit Verstärkungselement der 3 im Schnitt,
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Arbeitskante zwei gegenphasige Wellenprofile, welche aufeinandergesetzt sind, aufweist,
6 bis 13 Ausführungsbeispiele mit verschiedenartigen Wellenprofilen.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Tauchsägeblatt 1 für eine Handwerkzeugmaschine mit Drehoszillationsantrieb als Beispiel eines erfindungsgemäßen Drehoszillationstrennwerkzeugs. Das Tauchsägeblatt 1 umfasst ein annähernd rechteckförmiges oder geringfügig trapezförmig ausgebildetes Stammblatt 2 und ein mit dem Stammblatt 2 verbundenes Halterungsteil 3, das gegenüber dem Stammblatt 2 gekröpft ausgeführt ist. Auf der dem Halterungsteil 3 abgewandten Seite ist das Stammblatt 2 mit einer Arbeitskante 4 versehen. Die Arbeitskante 4 ist dabei vorzugsweise als Schneid-, Säge und/oder Abrasionskante ausgebildet. Das Halterungsteil 3 umfasst einen Wellenaufnahmeabschnitt 9 mit einer Befestigungsaufnahme 5 zur Aufnahme der Werkzeugwelle der Werkzeugmaschine. Die Befestigung mit der Werkzeugwelle erfolgt mittels Rastöffnungen 8, die ringförmig um die zentrale Befestigungsausnehmung 5 in den Wellenaufnahmeabschnitt eingebracht sind.
Das Halterungsteil 3 ist des Weiteren mit einem gekrümmt ausgeführten Übergangsabschnitt 10 sowie einem Verbindungsabschnitt 11 versehen, über den das Halterungsteil 3 mit dem Stammblatt 2 verbunden ist. Das Stammblatt 2 und das Halterungsteil 3 sind separat voneinander ausgeführt und fest miteinander verbunden. Der Wellenaufnahmeabschnitt 9 und der Verbindungsabschnitt 11 des Halterungsteils 3 liegen auf Grund des schräg verlaufenden Übergangsabschnittes 10 parallel versetzt zueinander.
Die Arbeitskante 4, die keine Schneidzähne aufweist, ist mit einem Wellenprofil 12 versehen, das entlang der Arbeitskante eine Mehrzahl von Wellen mit Wellentälern und Wellenbergen aufweist, welche sich orthogonal zu der Stammblattebene 13 des Stammblattes 2 erstrecken. Jeweils ein Wellenberg des Wellenprofils 12 erstreckt sich diesseits und ein Wellental jenseits der Stammblattebene 13. Die maximale Elongation zwischen einem Wellenberg und einem Wellental beträgt, bezogen auf die Richtung orthogonal zur Stammblattebene, beispielsweise 3 mm bis 8 mm. Im Falle einer Schneidbeschichtung, welche Schneidpartikel aus Hartmetall, Keramik oder einem sonstigen Material aufweist, kann die Gesamtelongation 4 mm bis 11 mm betragen. Die sich quer zur Stammblattebene erstreckenden Wellenberge und Wellentäler überragen jeweils die zugeordnete Stammblattseitenfläche in Seitenrichtung, also orthogonal zur Stammblattebene, wodurch ein verhältnismäßig großer Freischnitt gegeben ist, der die Wärmeableitung und Spanabfuhr begünstigt und außerdem eine verhältnismäßig große Nutbreite bei der Werkstückbearbeitung möglich macht.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 weist die Arbeitskante 4 des Tauchsägeblattes 1 ebenfalls ein wellenförmiges Profil mit einer Mehrzahl von Wellen mit Wellentälern und Wellenbergen auf, die sich orthogonal zur Stammblattebene erstrecken und über die jeweilige Stammblattseitenfläche überstehen. Zusätzlich ist das Wellenprofil 12 mit einer Schneidbeschichtung 14 versehen, die eine Vielzahl kleiner, harter Schneidpartikel aufweist, welche aus Hartmetall, Keramik oder einem sonstigen Material bestehen. Die Schneidbeschichtung 14 erstreckt sich vorzugsweise an beiden Seitenflächen des Wellenprofils, an der Stirnseite sowie an beiden Schmalseiten. Zweckmäßigerweise ist das gesamte Wellenprofil 12 am Stammblatt 2 mit der Schneidbeschichtung 14 versehen.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist auf die Arbeitskante 4 mit dem Wellenprofil 12 ein Verstärkungselement 15 aufgesetzt, das, wie auch der Schnittdarstellung gemäß 4 zu entnehmen, die freie Stirnseite der Arbeitskante 4 im Querschnitt U-förmig umgreift. Das Verstärkungselement 15, welches die Festigkeit und Steifigkeit der Arbeitskante verbessert, folgt der Wellenform des Wellenprofils 12. Wie der Schnittdarstellung gemäß 4 zu entnehmen, kann das Verstärkungselement 15 mit einer Schneidbeschichtung 14 mit Schneidpartikel versehen sein.
Wie der perspektivischen Darstellung des Tauchsägeblatts gemäß 3 andeutungsweise zu entnehmen, kann die Stirnseite der Arbeitskante 4 konvex gekrümmt ausgebildet sein, so dass ein mittlerer Buckel an der Arbeitskante gegeben ist, der sich weiter nach außen erstreckt als die Randbereiche bzw. Ecken der Arbeitskante. Die Krümmung der Arbeitskante wird dem Wellenprofil 12 überlagert. Grundsätzlich möglich ist anstelle einer konvexen Krümmung auch eine konkave Krümmung.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 5 ist das Tauchsägeblatt 1 im Bereich der Arbeitskante 4 mit zwei gegenphasigen Wellenprofilen 12 versehen, die spiegelbildlich zur Stammblattebene 13 angeordnet sind. Somit steht jedem Wellenberg, der sich über eine Stammblattseitenfläche erhebt, ein korrespondierender Wellenberg gegenüber, der sich über die gegenüberliegende Stammblattseitenfläche erhebt.
In den 6 bis 13 sind Ausführungsbeispiele mit verschiedenen Wellenprofilen 12 dargestellt. Gemäß 6 umfasst das Wellenprofil 12 an der Arbeitskante 4 nur eine einzige Halbwelle, die ggf. mit einer Schneidbeschichtung 14 bedeckt ist. Gemäß 7 weist das Wellenprofil 12 einen polygonartigen Querschnitt mit Kanten 17 auf, die sich parallel zur Stammblattebene erstrecken und orthogonal zur Arbeitskante 4 verlaufen. Die Kanten 17 bilden die Ecken im polygonartigen Querschnitt, der an eine Wellenform angenähert ist. Gemäß 8 ist das Wellenprofil 8 an der Arbeitskante 4 mit einem komplexen Querschnitt versehen, bei dem verschiedene Wellenformen unterschiedlicher Länge und Amplitude überlagert sind. Bei 9 ist ähnlich wie im Ausführungsbeispiel gemäß 7 das Wellenprofil 12 mit einem polygonartigen Querschnitt versehen, wobei aufeinander folgende Wellenzüge sich im Hinblick auf ihre Länge und ggf. ihre Amplitude unterscheiden können. Gemäß 10 weist die Wellenform 10 ein eckiges Querschnittsprofil auf, bei dem einzelne Halbwellen trapezförmig ausgebildet sind.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 11 sind in das Wellenprofil 12 Schlitze 16 eingebracht, die parallel zur Stammblattebene verlaufen und sich orthogonal zur Arbeitskante erstrecken. Auf Grund der Schlitze 16 weist die Arbeitskante 4 ein zahnförmiges Wellenprofil auf.
Das Wellenprofil gemäß 12 entspricht demjenigen nach 10 mit einem trapezförmigen Wellenquerschnitt und Längskanten 17 im Bereich der Ecken des Profils.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 13 ist das Wellenprofil mit Stufen versehen, die jeweils durch Längskanten 17 voneinander separiert sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1263333 B1 [0002]

Claims

Drehoszillationstrennwerkzeug, insbesondere auf ein Drehoszillationssägeblatt für eine Werkzeugmaschine, insbesondere für eine Handwerkzeugmaschine, mit einem Stammblatt (2) mit einer Arbeitskante (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskante (4) zumindest abschnittsweise ein Wellenprofil (12) mit mindestens einer Halbwelle aufweist, die sich orthogonal zur Stammblattebene (13) erhebt.
Trennwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenprofil (12) mit Kanten (17) versehen ist, wobei die Kanten (17) parallel zur Stammblattebene (13) verlaufen und sich orthogonal zur Arbeitskante (4) erstrecken.
Trennwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenprofil (12) mit Stufen versehen ist.
Trennwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenprofil (12) sich im Querschnitt aus einem Polygonzug zusammensetzt.
Trennwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in das Wellenprofil (12) Schlitze (16) eingebracht sind, die parallel zur Stammblattebene (13) verlaufen und sich orthogonal zur Arbeitskante (4) erstrecken.
Trennwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenhöhe des Wellenprofils (12) zwischen dem Wellental und dem Wellenberg 4 mm bis 6 mm beträgt.
Trennwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskante (4) mit einer Beschichtung mit Schneidpartikeln versehen ist.
Trennwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Arbeitskante (4) ein Verstärkungselement (15) aufgesetzt ist.
Trennwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Arbeitskante (4) zwei gegenphasige Wellenprofile (12) aufeinandergesetzt sind.
Trennwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite der Arbeitskante (4) gekrümmt ausgebildet ist.
Werkzeugmaschine, insbesondere Handwerkzeugmaschine mit einem Drehoszillations Trennwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10.