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Kreisförmiges Sägeblatt.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein kreisförmiges Sägeblatt bzw. ein
Kreissägenblatt mit einem gezahnten ringförmigen peripheren Teil (Umfangsteil) und
einem innenseitigen Teil, wobei beide Teile miteinander mit Hilfe von Streifen verbunden
sind.
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Gattersägen, Kreissägen oder Bandsägen können zum Sägen von Holz
bzw, Bauholz usw. verwandt werden. Da die Arbeit einer Gattersäge zyklisch ist,
hat das fortgesetzte ständige Arbeiten von Kreis- und Handsägen infolge der hohen
Leistungsanforderungen mehr Verbreitung gefunden. Beide Sägearten haben, wie es
auch immer sei, einige Nachteile.
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Wenn ein kreisförmiges Sägeblatt sich dreht, so ~ist es Zentrifugalkräften
unterworfen. Ein Spannungszustand, welcher als radiale und tangentiale Beanspruchungen
erklärt werden kann, entstehen in dem Blatt. Die radiale Beanspruchung ist von dieser
Beanspruchsrichtung die nachteiligere, da sie die natürliche Schwingungsfrequenz
des Blattes der Treibgeschwindigkeit des Blatte nähert. Eine Schwingung von einer
zu hohen bzw. großen Amplitude lenkt die Seiten des Blattes zur Berührung mit dem
Holz in dem Sägeschlitz, wobei die Reibung zu einer Erhitzung und
Verformung
des Blattes und dessen Ankleben führt. Die seitliche Schwingung des Blattes ist
gewöhnlich durch einen Führungsteil beschränkt, der an der Frontkante des Holzes
angeordnet ist. Es kann auch ein Führungsteil an einer anderen Stelle des Blattes
vorgesehen sein. Darüber hinaus muß das Blatt nahe der Nabe durch Hämmern bzw. hämmerndes
Schmieden beansprucht werden, so daß die radiale Beanspruchung durch Drehen des
Blattes wesentlich verringert und das übermaß des Schwingens des Blattes vermieden
werden. Zu dem gleichen Zweck kann das Blatt hydraulisch durch eine Spannabe bzw.
ausweitbare Nabe verspannt sein. Die Minderung der Radialbeanspruchung durch diese
Mittel vergrößert die tangentiale Beanspruchung des Blattes besonders an der Außenperiphere,
welche hilft, daß das Blatt besser einem Ansteigen der Temperatur an seinem Außenumfang
widersteht und die Genauigkeit des Sägens verbessert. Diese Maßnahmen ergeben ein
befriedigendes Ergebnis mit annehmbaren Blattstärken, welche so vorgegeben sind,
daß die periphere bzw. Umfangsgeschwindigkeit des Blattes nicht zu hoch ist, d.h.
maximal 45...60 m/sec. Sehr große Umfangsgeschwindigkeiten machen das Hämmern bzw.
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Schmieden schwierig. Diese Ergebnisse sind so unzulänglich, daß sie
die Anforderungen nicht erfüllen.
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Eine größere peripherische Geschwindigkeit ist dennoch bzw. gleichwohl
vorzuziehen, da sie größere Zulaufgeschwindigkeiten und größere Leistungen bzw.
einen größeren Ausstoß ermöglicht.
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Die nachteilige Wirkung der Temperatursteigerung während des Sägens
kann gemindert werden, indem ein kreisförmiges Blatt mit an dem gezahnten Umfang
geova
SL l v schlossenen Lochungen vorgesehen wird, wie es in der
US-Patentschrift 3 872, 763 gezeigt und beschrieben ist, so daß mehrere Schmalstreifen
gebildet sind, welche den ringförmigen peripheren Teil des Blattes mit dem innenseitigen
Teil verbinden. Wenn bzw. da der periphere Teil sehr schmal ist, werden keine Spannkräfte
hervorgerufen, welche die Steifheit des Blattes bei dessen Drehen wesentlich steigern
Daher muß der periphere Teil dick ausgebildet werden Dies verursacht große Sägeverluste.
Da der Körper des Blattes groß ist, ist er infolge der Reibungswärme Verformungen
und Schwingungen unterworfen,die auf den peripheren Teil übertragen werden.
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Es ist ein Ziel der Erfindung, ein kreisförmiges Sägeblatt zum Sägen
mit großer Zulauf- bzw. Vorschubgeschwindigkeit, großer Genauigkeit und geringerem
Materialverlust zu schafften.
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Es ist ein kennzeichnendes Merkmal der Erfindung, daß die den innenseitigen
Teil und den peripheren Teil verbindenden Streifen den peripheren Teil nicht wesentlich
an einer Ausdehnung hindern, und daß die Breite des peripheren Teils so groß ist,
daß infolge der radialen Beanspruchung ihr eigenes Gewicht die geforderte Spannung
ergeben kann, wenn das Blatt sich dreht. Zu diesem Zweck soll die Breite des peripheren
Teils 10...30%, vorzusgweise 15... 25% des Blattdurchmessers und die Länge des biegsamen
Teils der Streifen wenigstens 10% des Durchmessers des Blattes betragen.
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Wenn das Blatt sich dreht, so ist die tangentiale Beanspruchung des
peripheren Teils ungefähr dreimal größer als die Beanspruchung im gleichen Bereich
bei herkömmlichen Ausführungleines Blattes. Die größte radiale Beanspruchung beträgt
andererseits etwa loX
der entsprechenden Beanspruchung bei einem
herkömmlichen, kreisförmigen Sägeblatt. Es treten keine Schwingungsprobleme auf
und die Umfangsgeschwindigkeit (periphere Geschwindigkeit) kann entsprechend der
Materialfestigkeit erhöht werden. Die Spannung des peripheren Teils mit einer Blattstärke
von ungefähr 5mm ist schon bei einer Umfangsgeschwindigkeit von ungefähr loo m/s
die gleiche wie bei einer Bandsäge, wobei jedoch die statische Beanspruchung nur
ein Dritte der Beanspruchung bei einer Bandsäge beträgt. Wenn eine Stelle des peripheren
Teils durch die Reibung erwärmt bzw. erhitzt ist, hindert der periphere Teil nicht
die elastische Ausdehnung dieser Stelle in radialer Richtung. Eine tangentiale Ausdehnung
verursacht nur ein Wachsen des Durchmessers des peripheren Teils. Während des Sägens
muß der periphere Teil des Blattes seitlich durch Führungen geführt werden, welche
die Arbeitsstellung des Blattes bestimmen. Die Zentrifugalkraft beansprucht das
Blatt in tangentialer Richtung und hält die Spannung konstant. Das Blatt ist aus
einem kreisförmigen Sägeblatt hergestellt, indem der innenseitige Teil perforiert
wird, umaie Streifen zu bilden, welche eine Ausdehnung oder ein Strecken des Umfangs
teils nicht hindern, jedoch in der Lage sind, auf den Umfangsteil die Drehkraft
zu übertragen und der Zuführkraft zu widerstehen. Die (5ffnungs- bzw gelochte Zone
kann nicht wesentlich den peripheren Teil des Blattes seitlich führen.
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Auf diese Weise werden potentielle Schwinungen des innenseitigen-Teils
nicht auf den peripheren Teil übertragen.
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EineSägemaschine, welche mit einem kreisförmigen Sägeblatt nach der
Erfindung ausgerüstet ist, besitzt in Vergleich zu einem herkömmlichen, kreisförmigen
Sägeblatt folgendes Vorteile:
Die Umfangsgeschwindigkeit kann gesteigert
werden; es ist kein Schmieden bzw. Hämmern erforderlich; das Blatt kann dünner sein;
der Geräuschpegel bzw. -spiegel des Sägens ist infolge des Ausschaltens(Eliminierens)
von Schwingungen gemindert; die Sägegenauigkeit ist besser; die Beschaffenheit der
Oberfläche ist besser.
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Gegenüber einer Bandsäge bestehen unter anderem folgende Vorteile:
Eine größere Umfangsgeschwindigkeit und größere Sägewirkung ergibt sich; keine dynamischen
Biegebeanspruchungen; das Blatt kann dicker ausgeführt sein und demzufolge auch
eine bessere statische Festigkeit haben; eine bessere Sägegenauigleit ist gegeben;
die mögliche Verwendung von Zähnen aus Hartmetall besteht; infolge des Zähne aus
Hartmetall und der Sägerichtung ist die Güte der Oberfläche besser; eine preiswerterer
Maschinenkonstruktion ist möglich; billigere Blätter genügen und ein billigerer
Unterhalt der Blätter besteht.
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Die Erfindung ist im nachstehenden unter Bezug-~nahm auf die beigefügten
Zeichnungen näher beschrieben, welche die beispielsweise Ausführung der Erfindung
veranschaulichen.
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Fig. 1 läßt In schematisch wiedergegebener Seitenansicht eine Kreissäge
erkennen, welche mit einem kreisförmigen Sägeblatt nach der Erfindung versehen ist;
Fig. 2 verdeutlicht eine Vorrichtung nach Fig. 1 in Richtung des Pfeiles A gesehen;
Fig. 3 gibt ein anderes AusfUhrungsbeispiel eines kreisförmigen Sägeblattes wieder,
In
Fig. 1 und 2 bezeichnen die Bezugszeichen bzw -ziffern 1 einen'Holzstamm- bzw. -balken,
welcher mit Hilfe der Vorschubrollenpaare 2, 3 und 4 der Sägevórrichtung zugeführt
wird. Die Sägemaschine hat ein kreisförmiges Sägeblatt 6, welches aus einem ringförmigen
gezahnten Umfangsteil 7 und einem innenseitigen Teil 8 besteht, die miteinander
über Streifen 9 verbunden sind, welche aus dem gleichen Blattzuschnitt hergestellt
sind.
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Die Streifen bilden einen Winkel mit dem Blattradius, um so die Ausdehnung
und das Strecken bzw. Spannen des ringförmigen Umfangs teils nicht zu hindern. Der
innenseitige Teil des Sägeblattes ist mit der Antriebwelle lo der Sägevorrichtung
6 bzw. -maschine in bekannter Weise verbunden. Führungsteile 11 führen das Blatt
seitlich.
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Bei einer anderen Ausführungsform des Sägeblattes 6, welches in Fig.
3 gezeigt ist, sind der gezahnte Umfangsteil 7 und der innenseitige Teil 8 miteinander
mit Hilfe von größtenteils tangentialen Streifen 9 verbunden.
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Beispiel: Die bei verschiedenen Temperaturen gegebenen Beanspruchungen
bei einem kreisförmigen Sägeblatt nach Fig. 3 sind mathematisch bestimmt. Die Zahl
der Umdrehungen beträgt 1800 r/min. Die Blattmaße sind folgende: Außendurchmesser
looo mm Stärke 2,3 mm Breite eines Umfangsteils 19o mm Länge b des biegsamen Teils
der Streifen 220 mm Breite der Streifen 50 mm
Es wurde nachgewiesen,
daß infolge der Steifheit der Streifen die Spannung des Umfangs teils bei einer
gleichen Temperatur nur 2,6% niedriger ist und/ wenn der Umfangsteil um looOC heißer
als der innenseitige Teil ist, 13,5% niedriger als die Spannung eines frei sich
drehenden kreisförmigen Blattes ist. Die Spannkraft des Umfangs beträgt mehr als
200 kg1 was eine größere Steifheit in seitlicher Richtung ergibt, als es zu erreichen
möglich ist bei einem gleich starken bzw dicken kreisförmigen Blatt, Der Umfangsteil
bzw. der periphere Teil ist in der Sägerichtung durch die eigene Spannung und durch
Führungen gehalten, die sich an den Seiten außenseitig des Sägebereichs befinden.
Der innere Teil vergrößert die seitliche Steifheit der Verbindung nur um einen geringen
Betrag.