DE19855364B4

DE19855364B4 - Schneidenteil

Info

Publication number: DE19855364B4
Application number: DE19855364A
Authority: DE
Inventors: Rüdiger VÖGE
Original assignee: Ledermann GmbH and Co KG
Current assignee: Ledermann GmbH and Co KG
Priority date: 1998-12-01
Filing date: 1998-12-01
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2018-12-02
Also published as: WO2000032341B1; US6505537B1; DE19855364A1; WO2000032341A1; EP1051276A1

Abstract

Schneidenteil, zum Trennen und/oder Formatieren von Plattenmaterial wie Kunststoff-, Leichtmetall-, Holzplatten und dergleichen, mit auf einem Tragkörper (1) angeordneten Schneiden (2), die eine oder mehrere profilierte Nebenschneiden besitzen, wobei die Schneiden (2) einen radial außenliegenden Vorschneidbereich (3, 3') aufweisen, welcher bezüglich einer radialen Mittelachse (19) symmetrisch ausgebildet ist und in dem eine Trennschneide (5, 5') ausgebildet ist und wobei die Schneiden (2) in einem qualitätserzeugenden Bereich (4) mit Hauptschneiden (7, 7') versehen sind, welche die Schnittbreite des Werkzeugs (9) bestimmen, wobei die Hauptschneiden (7, 7') im qualitätserzeugenden Bereich (4) von den Trennschneiden (5, 5') im Vorschneidbereich (3) durch einen Übergangsbereich (6) an der Schneide (2) radial getrennt angeordnet sind, und wobei sich Übergangsschneiden (20, 20') im Übergangsbereich (6) in Richtung der Mittelachse (19) des Werkzeugprofils abgewinkelt an die Trennschneiden (5, 5') anschließen.

Description

Beim Trennen und Formatieren von Kunststoffen, Leichtmetallen, Zementfaserplatten, Hölzern und Holzwerkstoffen mit einer Beschichtung oder dgl. werden glatte Schnittflächen und ausrissfreie Schnittkanten gefordert.
Die Erfindung betrifft ein Schneidenteil für ein Werkzeug mit am Umfang angeordneten Schneiden zur trennenden Herstellung von glatten Schnittflächen und ausrissfreien Schneidkanten.
Hierbei wird unterschieden in Trennen, wobei mit einem Kreissägeblatt ein Trennschnitt ausgeführt wird, und in Formatieren, wobei mit einem Zerspaner am Werkstück eine Schnittfläche erzeugt und das abgetrennte Teil derart zerkleinert, dass es mit einer Absaugung entfernt werden kann.
Am Markt sind zwei Zerspanerformen verbreitet, deren Konstruktion im Prinzip identisch ist. Eine Ausführungsform ist der Kompaktzerspaner. Auf einem Tragkörper sind eine hochzahnige Schneidenreihe, zum Trennen, an die sich eine oder mehrere niedrigzahnige Schneidenreihen, zum Zerkleinern anschließt, angeordnet. Die andere Ausführungsform ist der Sägenzerspaner. Hierbei sind auf dem Tragkörper nur die niedrigzahnigen Schneidenreihen angeordnet. Stirnseitig wird dann ein Schneidenteil mit einer hochzahnigen Schneidenreihe, z. B. in Form eines Kreissägeblattes, angebracht.
Es sind eine Vielzahl von Kreissägeblättern mit unterschiedlichen Gestaltungsformen bekannt. Hierbei kommt der Schneidenform bzw. Schneidenanordnung bezüglich der Schnittflächenund der Schnittkantengüte eine besondere Bedeutung zu. Entscheidend ist dabei die Art des Auftreffens des Zahnes auf die Werkstückoberfläche.
Bei Kreissägeblättern, insbesondere mit Zähnen mit einer Flachzahngeometrie, deren Umfangsschneide parallel zur Werkzeugmittelachse verlaufen und an der Umfangsschneide die größte Zahnbreite aufweisen, ist das Auftreffen der Umfangsschneiden auf der Werkstückoberfläche mit einem Stanzvorgang zu vergleichen. Durch diesen Stanzvorgang entstehen Abplatzungen und Risse im seitlichen Eintrittsbereich, die nachfolgend beseitigt werden müssen. Um diese Stanzwirkung zu minimieren, wurden daher die Umfangsschneiden mit seitlichen Fasen versehen. Diese seitlichen Fasen sollten dazu führen, dass die Stanzwirkung reduziert wird und sich die Abplatzungen innerhalb der Zahnbreite befinden. Dies ist jedoch nicht im gewünschten Maße eingetreten.
Zur Verbesserung der Schnittkantengüte ist auch bekannt, unterschiedliche Zahnformen aneinander zu reihen. Vorbei der erste Zahn als Räumzahn und der nachfolgende Zahn für die Schnittflächengüte verantwortlich ist. Bekannt ist auch, dass man mehrere gleichförmige Zähne zu einer Gruppe zusammenfügt, an die sich eine Gruppe von Zähnen mit einer andern Form an schließt. Diese Art von Kreissägeblättern bezeichnet man als Kreissägeblätter mit Gruppenzahn.
Die DE 35 41 077 A1 beschreibt die Weiterentwicklung der zuvor beschriebenen Kreissägeblätter zum Trennen von Holzwerkstoffen, Acrylglas oder Leichtmetall. Die am Umfang angeordneten Zähne weisen eine sogenannte Flachzahngeometrie auf. Abweichend von den bekannten Zahnformen, die am Umfang ihre größte Breite aufweisen und mit geradlinigen Nebenschneiden versehen sind, die zu einer Verjüngung der Zahnbreite führen, haben die hier beschriebenen Nebenschneiden eine nach außen gewölbte Form. Mit dieser Form soll erreicht werden, dass die Belastung der Umfangsschneide, in den Übergangsbereichen zu den Nebenschneiden, durch die Schnittschläge reduziert und somit Schneidenausbrüche vermieden werden, die die Schnittgüte und Standzeit des Werkzeuges negativ beeinflussen.
Ein Nachteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass diese bogenförmigen Schneidenkonturen nur mit Schleifscheiben mit gleicher Kontur bzw. auf Maschinen mit entsprechender Steuerung hergestellt werden können, somit ist die Nutzbarkeit der Erfindung eingeschränkt.
Die Schrift beschreibt des Weiteren die Einsatzmöglichkeit des Kreissägeblattes in einem Sägenzerspaner zur Formatbearbeitung.
Die in der DE 35 41 077 A1 beschriebenen Sachverhalte wurden in der EP 0 691 170 A1 aufgenommen und weitergeführt, um besonders plane und ausbruchfreie Schnittflächen zu erzielen.
Nachteilig an dieser Lösung ist jedoch, dass sich die Spandicke während des Schnittvorgangs abnimmt und am Auslauf gegen Null tendiert. Dies bedeutet, dass in diesem Bereich die Schneide nur noch eine schabende und reibende Wirkung hat. Dieses Schaben erfordert jedoch einen wesentlichen höheren Energiebedarf, wodurch sich die Einsetzbarkeit dieses Kreissägeblattes auf Maschinen mit einer hohen Antriebsleitung oder auf Werkstücke mit geringen Dicken reduziert. Des Weiteren ist zu beachten, dass es eine Vielzahl von Werkstoffen gibt, die stark abrasive Partikel beinhalten. Diese abrasiven Partikel wirken sich in der Phase des Schabens besonders negativ aus, da sie die Schneiden schon nach kürzester Zeit verrunden und somit das Werkzeug nicht mehr die Anforderungen erfüllt.
Die DE 297 07 665 U1 beschreibt ein Kreissägeblatt zum Sägen von mit Kunststoff beschichteten Hölzern und Metallen.
Die glatte Schnittfläche wird wie in der DE 35 41 077 A1 beschrieben durch einen ziehenden Schnitt erzeugt.
Bei dem Kreissägeblatt handelt es sich um ein sogenanntes Wechselzahn-Kreissägeblatt, mit paarweise hintereinander angeordneten einseitig spitzen Zähnen, wobei der zweite Zahn die spiegelbildliche Form des ersten Zahnes aufweist. Dadurch, dass nur jeweils die längere Schneidkante, also jede zweite Schneidkante, die Schnittflächengüte erzeugt, ist eine entsprechend höhere Zähnezahn erforderlich. Das hier beschriebene Nacharbeiten des Bereiches L kann nicht den beschrieben Erfolg bringen, denn hierbei wird vorausgesetzt, dass alle Schneidkanten 17 in einer Ebene liegen. Dies ist in der Regel nicht der Fall, denn der auf der Maschine einge setzte Spannflansch differiert von dem bei der Herstellung verwendeten Spannflansch. Hierdurch sind andere Spannungsverhältnisse gegeben und somit sind Planlauffehler vorhanden.
Aus der DE 298 10 853 U1 ist ein scheibenförmiges Werkzeug bekannt, das am Umfang des Tragkörpers mit Schneidzähnen versehen ist. Die Schneidzähne weisen mindestens zwei Facetten und einen lotrecht zur Werkzeugachse verlaufenden Bereich auf, wobei die Zahnbreite im Bereich zum Tragkörper hin verringert ist. Mit einer solchen Schneidenform wird ein kommaförmiger Span vom Werkstück abgehoben.
Die DE 27 53 509 A1 beschreibt ein Motorsägeblatt mit ungeschränkten Zähnen, wobei die Zähne aus abwechselnd angeordneten Grob- und Feinbearbeitungszähnen bestehen. Die Feinbearbeitungszähne sind derart geschliffen, dass sie sich zentripetal verjüngen. Demgegenüber sind die Grobbearbeitungszähne wesentlich dünner und geringfügig länger.
Die US 2,671,947 beschreibt ein Sägeblatt mit Zähnen, deren Schneidenteil innere Abschnitte besitzt, die relativ lang und breit sein sollen. Die äußeren Spitzen sollen dagegen relativ kurz und schmal sein. Die Schneidenteile sind unsymmetrisch gestaltet.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Schneidenteil für ein Trenn- und Formatbearbeitungswerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das Schneidenteil profilierte Schneiden aufweist, die ausrissfreie Schnittkanten und glatte Schnittflächen erzeugen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Schneidenteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Versuche haben überraschender Weise gezeigt, dass mit einem Schneidenteil, das die in 1 dargestellte Schneidenkonfiguration aufweist, welche durch die Merkmale der Ansprüche charakterisiert ist, Riefen beim Trennen und Formatieren von Kunststoffen, Leichtmetallen, Zementfaserplatten, Hölzern und Holzwerkstoffen mit einer Beschichtung oder dgl. nahezu vermieden werden können.
Die auf dem Tragkörper 1 aufgebrachten Schneiden 2 bestehen aus einem Vorschneidbereich 3, der primär den Trennschnitt ausführt, hieran schließen sich ein Übergangsbereich 6 und der qualitäterzeugende Bereich 4 an.
Der Übergangsbereich 6 ist derart gestaltet, dass hierdurch die Schneide 2 geführt wird. Dadurch, dass sich zwischen dem Vorschneidbereich 3 und dem qualitäterzeugenden Bereich 4 der Übergangsbereich 6 befindet, wird die durch den Vorschneidbereich 3 erzeugte Spanbildung unterbrochen. Der qualitäterzeugende Bereich 4 tritt somit zeitverzögert in das Werkstück ein und egalisiert die Schnittfläche.
Der Vorschneidbereich 3 durchtrennt die Werkstückoberfläche und führt den Trennschnitt aus. Der Vorschneidbereich ist in der 1. in Form eines Trapezzahnes ausgebildet worden. Diese Ausführungsform bietet die Vorteile, dass durch die Trapezflächen 5, 5' zu Beginn die Werkstückoberfläche punkt fömig durchtrennt wird und dann durch den Übergangsbereich 6 geführt wird, wodurch die Schnittkräfte gering gehalten werden und keine durch Querkräfte erzeugte Schwingungen auftreten, die die Schnittkante noch beschädigen. An den Vorschneidbereich schließt sich der Übergangsbereich 6 an. Durch die Länge des Übergangsbereichs 6 wird die zeitliche Verzögerung des Eintritts der Hauptschneiden 7, 7' in die Werkstückoberfläche festgelegt. Die Versuche haben gezeigt, dass dieser verzögerte Eintritt der Hauptschneiden 7, 7' dazu führt, dass der Vorschneidbereich 3 die Schneide 2 führt und dass es dadurch beim Eintritt der Hauptschneiden 7, 7' zu geringeren Ausbrüchen im Schnittbereich kommt. An den Übergangsbereich 6 schließt sich der qualitäterzeugende Bereich 4 an. Dieser Bereich hat eine trapezförmige Kontur, wobei die Hauptschneiden 7, 7' unter einem stumpfen Winkel zu den Übergangsschneiden 20, 20' liegen.
Die Hauptschneiden 7, 7' tragen die vorliegenden Kantenbeschädigungen ab und glätten die Schnittfläche.
Des Weiteren ist es auch möglich, auf einem Schneidenteil hintereinander Schneiden mit unterschiedlichen Schneidenkonfigurationen anzuordnen.
In 2 wird eine Schneide 2' dargestellt, dessen Vorschneidbereich 3' eine sogenannte Dachform aufweist, hieran schließen sich der Übergangsbereich 6' und der qualitäterzeugende Bereich 4' an. Die Schneiden 2, 2' weisen einen qualitäterzeugenden Bereich auf, so dass, um die gleiche Zerspanleistung zu erbringen, hiermit wesentlich weniger Schneiden benötigt werden als bei einem Werkzeug mit Gruppenzahn.
3. zeigt ein Schneidenteil eines Formatbearbeitungswerkzeuges, in Form eines Sägen-Zerspaners.
Der Sägen-Zerspaner besteht aus dem Zerspanteil 8, an dem stirnseitig das Kreissägeblatt 9 mit der in 1 dargestellten Schneidenkonfiguration befestigt ist. Denkbar ist jedoch die Schneidenkonfiguration nach 4 einzusetzen. Im Bereich 18 ist die gejointete Kante erkennbar.
4 zeigt einen Kompaktzerspaner.
Der Kompaktzerspaner besteht aus einem Grundkörper 10, an dessen Stirnseite die Trennschneiden 11 und umfangsseitig die Räumerschneiden 12 angeordnet sind. Der Vorschneidbereich 3'' weist eine trapezförmige Umfangsschneide 13 auf. Auf der dem Grundkörper abgewandten Seite schließt sich an Umfangsschneide 13 der Übergangsbereich 14 an. Auf die in 1 beschriebene Schneidensymmetrie wurde hier verzichtet, da der dem Grundkörper zugewandte Bereich der Umfangsschneide 13 lediglich zum Trennen des Werkstückes dient und hier keinerlei Anforderungen an die Schnittkantengüte gestellt werden.
Nach der Montage der Werkzeuge auf der Motorenwelle stellt man in der Regel fest, dass Planlauffehler vorhanden sind. Dieser Planlauffehler wird dadurch beseitigt, dass der qualitätsbildende Bereich 15 an der Schnittkante 17 von Hauptschneide 16 und Freischneide 18 egalisiert, das hier als Jointen bezeichnet, wird.

Claims

Schneidenteil, zum Trennen und/oder Formatieren von Plattenmaterial wie Kunststoff-, Leichtmetall-, Holzplatten und dergleichen, mit auf einem Tragkörper (1) angeordneten Schneiden (2), die eine oder mehrere profilierte Nebenschneiden besitzen, wobei die Schneiden (2) einen radial außenliegenden Vorschneidbereich (3, 3') aufweisen, welcher bezüglich einer radialen Mittelachse (19) symmetrisch ausgebildet ist und in dem eine Trennschneide (5, 5') ausgebildet ist und wobei die Schneiden (2) in einem qualitätserzeugenden Bereich (4) mit Hauptschneiden (7, 7') versehen sind, welche die Schnittbreite des Werkzeugs (9) bestimmen, wobei die Hauptschneiden (7, 7') im qualitätserzeugenden Bereich (4) von den Trennschneiden (5, 5') im Vorschneidbereich (3) durch einen Übergangsbereich (6) an der Schneide (2) radial getrennt angeordnet sind, und wobei sich Übergangsschneiden (20, 20') im Übergangsbereich (6) in Richtung der Mittelachse (19) des Werkzeugprofils abgewinkelt an die Trennschneiden (5, 5') anschließen.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsschneiden (20, 20') in einem derartigen Winkel zur Mittelachse (19) und zu den Trennschneiden (5, 5') ausgebildet sind, dass die Spanbildung an den Trennschneiden (5, 5') unterbrochen wird.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkanten des Übergangsbereichs (6) nahezu parallel zur Mittelachse (19) verlaufen.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkanten des Übergangsbereichs (6) unter einem Winkel zur Mittelachse (19) verlaufen.
Werkzeug nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (a) zwischen den Seitenkanten des Übergangsbereichs (6) und des qualitäterzeugenden Bereichs (4) ein stumpfer Winkel ist.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschneidbereich (3) oder der qualitäterzeugende Bereich (4) eine symmetrische, vieleckige Form aufweist.
Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Schneiden die gleiche Form aufweisen.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden aus mehreren Zahngruppen bestehen.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenschneide (17, 18) durch Jointen nachbearbeitet wird.