DE3626068C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Schränken der Zähne von Sägeblättern - Google Patents

Description

Die Zähne von Sägeblättern müssen vor der Ingebrauchnahme und der üblicherweise folgenden Härtung aus der Ebene des Sägeblattes herausgeschränkt werden, und zwar in der Zahn­ folge abwechselnd links und rechts, sie erhalten einen "Schrank". Im Betrieb wirken die resultierenden Kräfte quer zur Blattebene mehr im Sinne eines "Rückschranks", die Zähne werden also wieder zur Ebene des Sägeblattes hingebogen und müssen bei der Überarbeitung wieder nach außen gebogen, ge­ schränkt werden. Mitunter wird auch ein zwischenzeitiges Rückschränken vorgenommen, um Spannungen an der Wurzel des Sägeblattes abzubauen bzw. zu vergleichmäßigen.

Schränkwerkzeuge sind meist zwei Schränkfinger, die auf ent­ gegengesetzten Seiten des Sägeblattes unter mittlerer Höhe des Sägezahnes angesetzt werden, und die Auslenkung des Sä­ gezahnes wird durch wiederum zwei zur Zahnspitze hin ange­ setzte Meßvorrichtungen ertastet. In herkömmlicher Weise werden dabei Meßuhren eingesetzt, welche bis zur Genauigkeit von 0,1 mm anzeigen, und zum Betätigen der Schränkfinger dienen Handhebel.

Später wurde dann die Verformungsarbeit von mechanischen An­ trieben übernommen, und es wurde auch eine Folge von Verfor­ mungsvorgängen vorgegeben, die, etwa durch eine feste Nocken­ reihe mit steigendem Betätigungsvorsprung ausgelöst werden.

Auf diese Weise können die einzelnen Schränkvorgänge schnel­ ler und auch mit größerer Betätigungsgeschwindigkeit ausge­ führt werden. Oftmals werden auch Genauigkeiten beim Endzu­ stand gemessen, die sich kaum von der Anzeigegenauigkeit ei­ ner Meßuhr unterscheiden, überprüft man diese Messungen je­ doch vor dem meist etwas verzögerten Einsatz des geschränk­ ten Sägeblattes, so stellt man von Zahn zu Zahn recht unter­ schiedliche Abweichungen fest. Diese Unterschiede können durch die individuell unterschiedliche Ursprungsbeschaffen­ heit der einzelnen Zähne und auch durch die verschiedenarti­ ge Beanspruchung beim bisherigen Betrieb, vornehmlich aber dadurch bedingt sein, daß die Kontrollmessung unmittelbar im Anschluß an den jeweiligen Verformungsgang durchgeführt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfah­ ren zum Schränken der Zähne von Sägeblättern zu schaffen, das einerseits die Durchführung des Schränkvorganges ver­ gleichbar schnell wie mit bekannten automatischen Schränk­ verfahren und zudem eine genaue Steuerung und Kontrolle ein­ mal des gesamten Schränkvorganges und zum anderen der einzel­ nen Verformungsgänge mit dem Ziel einer größeren Genauigkeit der Endverformung ermöglicht.

Eine Lösung dieser Aufgabe ist mit der Definition durch An­ spruch 1 gegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren folgt jedem Verformungs­ schritt eine Entspannungspause, etwa in der Größenordnung der Dauer des aktiven Verformungsschrittes, und daraufhin wird die Auslenkung des Zahnes aus der Blattebene gemessen. Daher kann sich der Zahn nach jedem Verformungsschritt ent­ spannen und in der gegebenen Weise elastisch rückverformen, bis seine Auslenkung gemessen wird. Die Unterscheidung zwi­ schen einer ersten, durch die Einwirkung eines Schränkwerk­ zeuges bestimmten aktiven Verformung und der nach der Rück­ verformung verbliebenen passiven Verformung ermöglicht für die weitere Verarbeitung eine bessere Annäherung an die an­ gestrebte Endverformung. Dies insbesondere, wenn auf elektro­ nischem Wege aus dem Meßwert Richtung und Größe der Abwei­ chung des Istwertes von einem vorgegebenen Schränk-Sollwert ermittelt werden und daraus wenigstens die Richtung des vor­ genannten Verformungsschrittes für Steuerwerte bei der wei­ tergehenden Verformung ausgenutzt wird, unabhängig davon, in welche Richtung zu verformen ist. Grundsätzlich kann daher auch etwa über den angesetzten Sollwert hinaus verformt und dann rückverformt werden. Dabei lassen sich zudem Erkenntnis­ se verwerten, die durch ein Nachmessen nach einer vorzugeben­ den Lagerzeit gewonnen werden. Wenn man davon ausgeht, daß eine bestimmte Lagerzeit ständig eingehalten wird bzw. stets eine bestimmte Zeit zwischen Schränken und Betriebseinsatz verstreicht, so kann bei der Herstellung eine begrenzte Über­ verformung angestrebt werden, die jedoch an den Grenzen ei­ nes engen Toleranzbereiches liegen sollte und dem Reaktions­ vermögen des einzelnen Zahnes angemessen sein muß.

Die DE-AS 11 27 687 erwähnt schon eine vergleichbare Schränk­ vorrichtung, wobei jeweils ein Schränkbolzen und der an der gleichen Seite der Sägeblattebene angeordnete Rückschränkbol­ zen durch einen gemeinsamen Schränkexzenter angetrieben wer­ den. Man will auf diese Weise jeden Zahn einmal vor- und zu­ rückschränken, um Spannungsspitzen abzubauen und ein Zurück­ federn bei Belastung durch den Schnittdruck zu vermeiden.

Da ein gleichzeitiges Vor- und Zurückschränken desselben Zah­ nes nicht möglich ist, müssen entweder zwei benachbarte Zähne gleichzeitig in entgegengesetzter Richtung verformt werden oder, was hier ansteht, beide Verformungen sind mit einer zwischenzeitigen Weiterschaltung des Sägeblattes einanderfol­ gend vorzunehmen. Dies alles ist jedoch umständlich, aufwen­ dig und zeitraubend. Zudem kann ein exakter Fertigschrank nach den in dieser Veröffentlichung geschilderten Ausführun­ gen, auch nicht mit dem beim Übergang von Spalte 1 zu Spalte 2 erwähnten Vollautomaten, nicht erreicht werden. Es wird auch kein Meßwert in Richtung und Größe der Abweichung des Istwertes von einem vorgegebenen Schränk-Sollwert ermittelt und daraus die Richtung des folgenden Verformungsschrittes bestimmt. Nach dem Ausführungsbeispiel, das in Spalte 5 der Auslegeschrift geschildert ist, liegt die Richtung des Ver­ formungswegs grundsätzlich fest und ist nicht von irgendwel­ chen Meßwerten abhängig.

Ein Rückschränken kann zwar bei handbetriebenen Ausführun­ gen, wie sie die DE-PS 5 58 700 und die CH-PS 6 36 033 erwäh­ nen, nach Belieben durchgeführt werden, läßt sich aber bei der dort gewählten festen Programmierung wie "erst vor, dann zurück" (Zeilen 48, 49, Spalte 3) bzw. mit zunehmend größer werdender Vorschubweite (letzte Zeile in Spalte 1 der DE-AS) nicht mehr einsetzen, weil nach dem letzten Schaltschritt bei der dort verwendeten starren Programmierung nicht mehr korrigiert werden kann.

Erfindungsgemäß wird eine Rückverformung mit Entspannung in einer begrenzten Entspannungspause ohne positive Verformung erreicht, also mit einer "gewaltlosen" elastischen Rückver­ formung, die dem gleichen Zweck wie die ständige positive Rückverformung dient.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, den Zahn vor dem posi­ tiven Schränken in einem ersten negativen Verformungsschritt zurückzuschränken, um wenigstens zu Beginn des Schränkvor­ ganges einen begrenzten Ausgleich zum Fuß des Zahnes hin zu ermöglichen, der die größte Verformungsarbeit übernimmt. Auf diese Weise wird das folgende positive Schränken ebenso wie die elastische Rückverformung erleichtert und dadurch die Genauigkeit der folgenden Verformungsvorgänge begünstigt.

Bei jedem Verformungsschritt sollte die Verformung und ins­ besondere auch die Messung in einzelnen numerisch erfaßbaren Wegeeinheiten bestimmt bzw. ausgeführt werden. Dies ermög­ licht eine Korrektur bzw. eine folgende Verformung in unmit­ telbarer Beziehung zu dem ertasteten Meßwert. So läßt sich der in diesen Meßwerten aufzubringende nächste aktive Ver­ formungsweg direkt errechnen durch das Produkt aus dem ange­ regten passiven Verformungsweg mit dem Verhältnis aus akti­ vem und passivem Verformungsweg bei bisherigen Schränkvor­ gängen am gleichen Zahn.

Davon unabhängig kann auch die Größe der einzelnen aktiven und/oder passiven Verfahrensschritte vorprogrammiert werden. Dies insbesondere dadurch, daß für jeden Verformungsschritt gegebenenfalls Entspannungsphasen vorgegeben werden, was sich nach der Auswertung folgender Verformungsschritte kor­ rigieren läßt.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Schränken der Zähne von Sägeblättern, insbesondere zum Ausüben des vor­ angestellten Verfahrens, die ebenfalls einer Lösung der vor­ gegebenen Aufgabe dient. Diese Lösung ist im Vorrichtungs­ hauptanspruch 6 angegeben.

Dabei sind vornehmlich oberhalb der an einem gemeinsamen Werkzeugträger über der mittleren Höhe des Sägezahnes gegen­ überliegend angebrachten Schränkfinger in Höhe der Zahnspit­ ze gegenüberliegend zwei Meßtaster zweier gesonderter Meß­ einrichtungen angeordnet und unabhängig von den Schränkfin­ gern und deren Rückstellung nach einer Entspannungs-Verzöge­ rung gegen das Sägeblatt bewegbar angeordnet und ebenso wie der motorische Antrieb an eine elektronische Steuereinheit zur Ermittlung und Vorgabe eines aktiven Stellweges für den Werkzeugträger bei jedem Verformungsschritt angeschlossen.

Ferner kann die motorische Antriebseinheit nach insbesondere den gleichen von den Meßeinrichtungen numerisch erfaßten Wegeeinheiten steuerbar sein und hierzu einen Schrittmotor bzw. einen Elektro-Antriebsmotor mit Positions-Rückmeldung aufweisen, dessen Stellweg durch die Anzahl vorgegebener Steuerimpulse bestimmt ist. Damit kann unabhängig von der Verstellgeschwindigkeit der Antriebseinheit jeder für den einzelnen Schaltschritt als notwendig erachtete aktive Stell­ weg auf einfache Weise ermittelt werden.

So sollte die Steuereinheit eine Vergleichsanordnung zum Vergleichen des von der Antriebseinheit über den Werkzeug­ träger ausgeübten Verformungsweges mit dem nach einer Ent­ spannungspause verbliebenen passiven Verformungsweg und fer­ ner eine Recheneinheit zur Bestimmung der zweckmäßigen Größe des bzw. der folgenden Verformungsschritte aufweisen.

Durch eine Programmiereinheit und Speicherwerke für Schränk­ programme und am jeweiligen Zahn erfaßte Meßwerte und ausge­ übte aktive Verformungswege lassen sich dabei für jeden ein­ zelnen Zahn aus dessen Verhalten bei früheren Verformungs­ gängen unmittelbar angepaßte Verformungsprogramme erstellen, die wiederum nach neuen Meß- und Betriebsdaten laufend korri­ giert werden können.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung anhand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise nach der Linie I-I in Fig. 2 geschnit­ tene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schränk­ vorrichtung,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch diese Vorrichtung nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Teilschnitt nach der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Schränk- und Meß­ finger in vier Betriebsstufen, 4a-4d,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der aktiven Verformung des Zahnes während vier Verformungsschritten über der Zeit aufgetragen,

Fig. 6 den tatsächlichen Verformungszustand des Zahnes mit aktiver Verformung gem. Fig. 5 und anschließender Ent­ spannung bis auf passive Verformungsgrößen,

Fig. 7 in vergrößerter Darstellung die einzelnen Verformun­ gen eines Zahnes zwischen Anfangswert und Sollwert und

Fig. 8 ein schematisches Blockschaltbild.

In Fig. 1 ist mit (1) schematisch ein Vorrichtungsgehäuse be­ zeichnet, das eine Antriebseinheit (2) mit einem impulsge­ steuerten Schrittmotor (3) bzw. einem Elektromotor mit Posi­ tionsrückmeldung für eine Werkzeugeinheit (4) aufnimmt, die spiegelbildlich angeordnete Schränkfinger (5, 6) zum Ver­ schränken der Zähne (8) eines Sägeblattes (9) aufweist, das in einer Spannvorrichtung (7) festgespannt ist.

Das Sägeblatt (9) ist bis weit über den Zahngrund (13) der zwischen den Zähnen (8) gebildeten Zahnlücken (14), insbe­ sondere bis zur halben Höhe der Zähne gegen feste Spannbacken (15) durch bewegliche Spannbacken (16) eingespannt, die gemäß Doppelpfeil (17) in an sich bekannter und daher nicht erläuterter Weise betätigt werden. Ebenso ist eine Fort­ schalteinrichtung nicht dargestellt, die in üblicher Weise nach dem Schränken eines ersten Zahnes das Sägeblatt um eine Zahnteilung weiterbefördert.

Die Spannbacken (15, 16) weisen dabei in ihrer Anlagefläche lokale Erhöhungen auf, die je nach Beschaffenheit des Säge­ blattes um etwa 0,05 bis 0,2 mm zum Sägeblatt hin vorragen, aber mit Abstand von dem zu schränkenden Zahn vorgesehen sind. Hier sind diese Vorsprünge etwa als lotrechte seitli­ che Streifen (10) ausgebildet, die einen Zwischenabstand von zwei bis drei Zahnteilungen haben können. In der dazwischen­ liegenden flachen Vertiefung (11) hat das Sägeblatt einen kleinen Abstand zum Spannbacken. Dieses Anlagespiel führt beim Schränkvorgang zu einer Vergrößerung des aktiven Stell­ weges bzw. zu einer Verkleinerung eines passiven Verformungs­ weges, bringt aber den Vorteil, daß das Sägeblatt wenigstens einen Teil seiner natürlichen Wölbung auch beim Schränken beibehalten kann. Es wird also nicht im Schränkbereich zu­ nächst eben gepreßt. Damit wird auch dem Blatt keine in ei­ nem eben gepreßten Zahn erzeugte Schränkung aufgedrückt. Die nach dem Entspannen verbliebene Schränkung entspricht mit der beim Schränkvorgang wenigstens begrenzt konservierten Wölbung weitgehend der vorhergehenden Form.

Spannbacken (15) und (16) sind im Prinzip nur unmittelbar an der Schränkstelle erforderlich, können aber ohne sonderliche Beeinflussung des Schränkergebnisses auch mit größerem Ab­ stand von dem zu schränkenden Zahn zusätzlich vorgesehen wer­ den.

Das Sägeblatt (9) ist eine "Gattersäge" bzw. für eine Gattersäge bestimmt. Es können jedoch grundsätzlich auch z. B. Band­ sägeblätter und Kreissägeblätter verwendet werden, sofern man die Spannvorrichtung (7) und ggf. die Fortschalteinrich­ tung entsprechend anpaßt.

Der als Schrittmotor (3) ausgebildete Antriebsmotor ist durch einzelne Impulse bzw. Impulsfolgen gesteuert. Seine Abtriebs­ welle (19) dreht sich auf jeden ihm zugeführten Steuerimpuls um eine Winkeleinheit. Sie ist durch eine Kupplung (20) mit einer Lagerwelle (21) verbunden, die über ein Kugellager (22) in einer Zwischenwand (23) des Vorrichtungsgehäuses (1) und an ihrem freien Ende (24) in einer am Vorrichtungsgehäuse (1) angeschraubten Lagerplatte (25) um die Antriebsachse (18) gelagert und wirkt über eine als Umwandelgetriebe (26) aus­ gebildete Antriebsverbindung auf den als Schränkschlitten ausgebildeten Werkzeugträger (27) ein.

Dieser Werkzeugträger hat die Form einer rechteckförmigen Platte, die quer zur Ebene des Sägeblattes (9) durch obere und untere Längsführungen (28, 29, 30) geführt ist. Jede die­ ser Längsführungen weist eine am Rand des Werkzeugträgers angeschraubte konkave Prismenleiste (31) auf, die passend und weitgehend spielfrei auf dem rohrförmigen Rippenvor­ sprung (32) einer konvexen Prismenleiste (33) sitzt.

Der Werkzeugträger (27) weist eine sechseckförmige Ausspa­ rung (36) zur Aufnahme des Umwandelgetriebes (26) auf. Des­ sen wesentliche Teile sind zwei identische Kurvenscheiben (37, 38), die außen jeweils eine spiralenförmige Kurvenfläche (39) haben und durch Schrauben (40) fest an einem Flansch (41) der Lagerwelle (21) verspannt, gegebenenfalls noch durch einen Indexstift oder dergleichen gesichert beziehungs­ weise in bekannter Weise verriegelt sind. Die Kurvenscheibe (38) besitzt zudem eine segmentförmige Nut (42), zu der hin ein parallel zur Lagerwelle (21) in der Lagerplatte (25) festgelegter Stellungstaster (35) mit einem stiftförmigen Sensor (43) vorragt. Nach der Darstellung in Fig. 2 zeigt der Sensor (43) auf die Mitte der Nut (42). Da er von beiden Enden (44, 45) der Segmentnut beeinflußt wird, heben sich die beiden Meßwerte zunächst auf. Wird die Kurvenscheibe (38) aus dieser Mittellage herausgedreht, so wird das entsprechend geänderte Signal durch den Abstand von dem jeweils nächstkom­ menden Nutende (44) oder (45) bestimmt.

Entsprechend sind auch die beiden Kurvenscheiben (37, 38) geordnet. Sie haben gleiche Spiralensteigung, die hier zudem auch linear verläuft. Dabei liegen die Kurvenflächen (39) beider Kurvenscheiben (37, 38) an gegenüberliegenden Kurven­ folgerollen (46, 47) an. Diese können durch Kugellager gebil­ det sein und auf Lagerachsen (48) sitzen, die durch am Werk­ zeugträger (27) angeschraubte Lagerplättchen (49) gehalten sind. Sie können auch einstückig mit der als Wille verwende­ ten Achse (48) ausgeführt sein und dann mittels Lager an den seitlichen Flanscharmen (50) der Lagerplättchen (49) laufen. Stets sind jedoch beide Rollen (46, 47) axial entgegengesetzt zur radialen Mittelebene (51) zwischen den Kurvenscheiben (37, 38) nach außen versetzt angeordnet.

Durch die Befestigung mittels der Schrauben (52) oder auch durch eine besondere Stellvorrichtung ist es möglich, die Anlage zwischen Kurvenflächen (39) und Kurvenfolgerollen spielfrei zu machen, nach Möglichkeit positiv unter Vorspan­ nung zu setzen.

Dreht man die Lagerwelle (21) mit den Kurvenscheiben (37, 38) im Uhrzeigersinn gemäß Fig. 2, so wird die Kurvenfolgerolle (47) und dadurch der Werkzeugträger (27) nach rechts ge­ drückt. Um das gleiche Steigungsmaß gibt die Kurvenfläche (39) der Kurvenscheibe (37) der Rolle (46) Freiraum, so daß eine exakte Übertragung des Drehwinkels der Welle (21) auf den Werkzeugträger (27) gegeben ist. In diesem Fall würde also der Schränkfinger (5) den Zahn (8) nach rechts in Fig. 2 drücken.

Die Aussparung (36) des Umwandelgetriebes (26) muß nicht not­ wendigerweise in der Mitte des Werkzeugträgers angeordnet werden, sondern kann quer zur Mittelebene (60) des Sägeblat­ te (9) nach außen verlagert sein, um über dem Sägeblatt Raum zu schaffen. Gegebenenfalls reicht es, eine seitlich angeordnete Werkzeugträgerplatte über einem Stab, einer Lei­ ste oder dergleichen mit den Schränkfingern zu verbinden.

Diese seitliche Versetzung hat besonders Bedeutung für das Nachschleifen des Sägeblattes, wobei sich dessen Breite bis unter 50% der ursprünglichen Breite verringern kann. Dadurch gelangt auch der als Antriebsmotor eingesetzte Schrittmotor (3) aus dem Bewegungsbereich der Blattenden und kann ggf kräftiger bzw. mit größerem Durchmesser ausgeführt werden.

Grundsätzlich möglich ist im übrigen auch der Einsatz eines geeigneten Linearmotors, der ohne irgendwelche Spielkupplun­ gen unmittelbar auf den Werkzeugträger bzw. die Schränkfinger einwirkt. Ein solcher Linearmotor sollte allerdings ebenfalls als Schrittmotor bzw. impulsgesteuert oder mit Positionsrück­ meldung ausgestattet sein.

Zur Ermittlung des augenblicklichen Verformungszustandes des Zahnes (8) dienen zwei gekröpfte Meßfinger (55, 56), die je­ weils in lotrechter Ebene über den Schränkfingern (5, 6) und einander gegenüberliegend angeordnet sind. Sie tragen an der Anlagefläche Hartmetallplättchen (57) und sind durch quer zur Ebene des Sägeblattes (9) verschiebbare Stäbe (59) mit elektronischen Meßeinrichtungen (61, 62) verbunden, die das Meßergebnis in noch zu beschreibender Weise weiterleiten. Während jedoch die Schränkfinger unterhalb der mittleren Zahnhöhe angesetzt sind, greifen die Meßfinger dicht unter der Zahnspitze (58) an.

Die einzelnen Verformungsgänge sollen nun anhand der Fig. 4 bis 7 etwas näher erläutert werden.

Geht man davon aus, daß nach Fig. 4a der Zahn (8) bereits nach rechts geschränkt ist, so erfolgt zunächst ein Rück­ schränkvorgang durch den Schränkfinger (6) ohne daß der Schränkfinger (5) mit dem Zahn in Berührung kommt. Auch bei­ de Meßfinger (55, 56) bleiben dabei außer Eingriff. Nachdem der Schränkfinger (6) über eine vorgegebene Strecke vorbe­ wegt ist und einen entsprechenden Verformungsweg ausgeübt hat, wird er wieder zurückgezogen, und erst nach einer vor­ gegebenen Entspannungspause wird der Meßfinger (56) vorbe­ wegt. Obwohl die Schränkfinger (5, 6) als auch die Meßfinger (55, 56) in der Ausgangsstellung symmetrisch zur Einspannung des Sägeblattes (9) und damit zu dessen Mittelebene (60) an­ geordnet sind, läßt sich jede Auslenkung exakt erfassen, al­ so der Abstand von dieser Mittelebene (60) bzw. der Position, die der Meßfinger (56) bei einem ungeschränkten Zahn einneh­ men würde.

An den Meßvorgang nach 4b schließt sich dann ein erster po­ sitiver Schränkvorgang durch den Schränkfinger (5) an, 4c, und nach einer Entspannungspause wird wiederum durch den bis­ her schon eingesetzten Meßfinger (56) die verbleibende bzw. passive Auslenkung gemessen. Dabei bestimmt das Verhältnis der passiven zur aktiven Auslenkung das Rückformvermögen des einzelnen Zahnes und kann zur Bestimmung der Größe der folgenden Verformungsgänge eingesetzt werden.

Fig. 5 zeigt den aktiven Verformungsvorgang, wie er vom Schränkwerkzeug oder auch vom Werkzeugträger (27) auf den Zahn ausgeübt wird. So wird ausgehend von der schwach ge­ schränkten Ausführung etwa nach Fig. 4 im ersten Schränkab­ schnitt S1 durch den Werkzeugträger (27) mittels des Schränk­ fingers (6) zunächst ein Rückschrank (negativer Schrank) nach der Linie (65) ausgeführt, der sein (negatives Maximum) bei (66) erreicht. Beim anschließenden Zurückziehen des Schränkfingers (6) erreicht dieser seine Ausgangsstellung wieder bei (67).

Währenddessen erfährt der Sägezahn (8) nach Fig. 6 ausgehend von einer Anfangs-Auslenkung (68) zwar etwa die gleiche ak­ tive Rückverformung (negative Verformung) bis zum Punkt (69). In den Punkten (66 und 69) hat also zunächst der Zahn eine dem Schiebeweg des Schränkfingers (6) entsprechende aktive Verformung erfahren. Bei der Rückbewegung des Schränkfingers, eventuell auch noch nach dieser, tritt jedoch eine Rückver­ formung etwa längs der Kurve (70) ein, so daß im Punkt (71) ein passiver Rückschrank bleibt, der etwa um 20 Prozent klei­ ner ist als der aktive Rückschrank im Punkt (69).

Wenn umgekehrt im zweiten Schränkabschnitt S2 längs der Kur­ ve (73) der Schränkfinger (5) vorbewegt wird, so wird dieser im Sinne Vergrößern des Schranks wirkende und daher positive Verformungsweg vom Beginn der Anlage an der Zahnspitze gemäß der Schränkkurve (74) auch auf den Zahn übertragen. Auch da­ bei bleibt jedoch die Verformung nicht erhalten, sondern min­ dert sich von der aktiven Verformung im Punkt (75) längs der Kurve (76) bis zur verbleibenden bzw. passiven Verformung im Punkt (77). Diese Vorgänge wiederholen sich nach dem Schränk­ abschnitt Sx bei jedem einzelnen Schränk- oder Verformungs­ schritt, wobei sich die passiven Vorschrank-Auslenkungen ad­ dieren.

Deutlicher ist dies noch aus Fig. 7 zu ersehen, wobei (801) die Ausgangsstellung des Zahnes (8) vor der Schränkbehand­ lung zeigt, mit der eine vorgegebene Sollstellung (802) er­ reicht werden soll. (803) ist dabei eine der Seitenflächen des Zahnes (8), und es wird davon ausgegangen, daß der Meß­ finger (56) stets an der oberen Ecke (804) angreift. In der Ausgangs-Anlageebene (63) besteht somit zu einer neutralen Mittelstellung ein Abstand a1, zur Sollstellung (802) ein Abstand b1. Gibt man nun einen aktiven Verformungsweg r zum Rückschränken etwa in der Größenordnung von zehn Wegeinhei­ ten ein, so verkleinert sich der Schrank auf a2 und vergrö­ ßert sich anschließend durch die Rückverformung r0 auf a3. Er vergrößert sich weiter durch die folgende aktive Vorver­ formung v1, etwa 20 Wegeinheiten, verringert sich durch die Rückverformung r1, steigt wieder durch anschließende größte aktive Verformung v2, an die sich eine Rückverformung r2 an­ schließt.

Der Abstand von der Sollstellung (802) hat sich derweil von b1 über b2, b3 und b4 auf b5 verringert. Es ist jetzt so klein, daß grundsätzlich durch einen weiteren Verformungs­ schritt der Sollwert erreicht werden könnte. Um jedoch die Genauigkeit zu steigern und zudem gegen Ende der Verformungs­ serie einen gesteigerten Spannungsabbau zu ermöglichen, wird v3 nicht ganz bis zur Sollebene (805) durchgeführt, so daß sich der Abstand auf b6 vermindert. Dieser wird beim näch­ sten Verformungsschritt v4 nicht nur ausgeglichen, sondern etwas überschritten, um nach der Rückverformung r4 tatsäch­ lich die Sollebene (805) zu erreichen. Gegebenenfalls kann ein zusätzlicher Verformungsschritt wie unter Umständen über­ haupt der letzte Verformungsschritt auch negativ ausgeführt werden.

Um möglichst dicht an die angestrebte Sollstellung heran zu gelangen ist es besonders wichtig, die Größe von v4 exakt zu bestimmen. Hierzu kann man auf alle vorhergehenden Verfor­ mungsgänge zurückgreifen.

Da der letzte Verformungsschritt die Exaktheit der Schrän­ kung maßgeblich bestimmt, ist es für Genauigkeit ohne sonder­ liche Bedeutung, in welcher Weise die vorangehenden Schritte aufgeteilt werden. Im Prinzip kann man also einer Mehrzahl gleich großer oder wie auch immer beschaffener Einzelverfor­ mungsschritte aneinanderfügen. Je kleiner diese Schritte je­ doch sind, um so länger ist die Fertigungszeit, und je länger sie sind, um so größer ist die beim letzten Schaltschritt zu erwartende Ungenauigkeit. Daher kann es sich empfehlen, nach anfangs kleinen Verformungsschritten, wenigstens einen gro­ ßen Schritt wie v2 auszuführen und dann die Verformungswege wieder zu verkleinern. Mittels der in Fig. 8 durch ein Block­ schaltbild erläuterten Steuereinheit (90) wird nicht nur eine Vielzahl solcher Steuerungen, sondern auch eine teilselbstän­ dige logische Auswahl und Kombination ermöglicht.

Dort ist zunächst eine Vergleichseinheit (91) vorgesehen, die einmal Informationen über den aktiven Verformungsweg wie überhaupt über die jeweilige Drehstellung der Lagerwelle (21) bzw. des Werkzeugträgers (27) vom Sensor (43) über den Abso­ lutwertzähler (92), aber auch Informationen über die passive Auslenkung der Zahnspitze (58) von den Meßeinrichtungen (61, 62) über den Istwertzähler (72) erhält und die Vergleichswer­ te dem Rechner (79) über die Verbindung (80) zuführt. Dieser Rechner steht ferner in Verbindung mit einem Speicher für Meßdaten und Korrekturwerte, sowie einem Programmspeicher (84), einer Programmiereinheit (83) und einer Eingabeeinheit (85), die wieder mit dem Speicher (82) unmittelbar in Verbin­ dung ist. Somit können nach Direkteingabe oder gespeicherten Daten Programme erstellt oder geändert und über den Endver­ stärker (86) mittels der Verbindung (87) der Antriebseinheit (2) die Befehle zum Drehen in Rechtslauf oder Linkslauf mit der als optimal ermittelten Schaltschrittzahl bzw. Winkelgrö­ ße übermittelt werden.

Die dargestellte Schränkvorrichtung kann in mancherlei Weise abgewandelt werden. So muß der Werkzeugträger (27) nicht als verschiebbare Platte ausgebildet werden, sondern kann schwenk­ bar gelagert sein. Nach Möglichkeit sollten jedoch die Schränkwerkzeuge, die wiederum nicht als "Finger" ausgebil­ det sein müssen, beide fest am gemeinsamen Werkzeugträger angebracht werden.

Es ist ferner nicht notwendig, den Auslenkungsgrad des Säge­ zahnes mit mechanischen Tastfingern zu ermitteln. Es können auch berührungsfreie Tasten vergleichbar dem Sensor (43) zum Einsatz kommen. Für die Ausführung des Umwandelgetriebes (26) hat die Ausführung mit den beiden Kurvenscheiben (37, 38) be­ sondere Vorzüge, aber auch dort lassen sich Änderungen vor­ nehmen, sofern nur die Umwandlung weitgehend spielfrei und nach Möglichkeit auch exakt proportional der Ausgangs-An­ triebsbewegung erfolgt.

Die hier der Einfachheit halber angenommene Proportionalität zwischen aktiver und passiver Verformung ist nicht ohne wei­ teres gegeben, insbesondere nicht, wenn zwischen Spannbacken (15, 16) und Sägeblatt (9) im Schränkbereich ein Zwischenab­ stand durch die Vertiefung (11) gelassen wird. Dann ist der gemessene Rückformweg größer als bei Einspannung zwischen ebenen Flächen. Dieser Weg ist aber wiederum nicht proporti­ onal der aktiven Verformungsgröße, sondern umfaßt in der Re­ gel eine konstante Größe, was bei der Ermittlung des folgen­ den aktiven Verformungsschrittes berücksichtigt werden soll­ te. Jedenfalls kann diese Abweichung hinreichend exakt erfaßt und ausgeglichen werden, ohne daß die schließlich erzielte Schränkgenauigkeit beeinträchtigt wird.

Claims (19)

1. Verfahren zum Schränken der Zähne von Sägeblättern mit­ tels einer motorisch betriebenen Schränkvorrichtung, mit folgenden Verfahrensschritten:

• a) der Zahn wird vor dem positiven Schränken in einem ersten nega­ tiven Verformungsschritt zurückgeschränkt;
• b) jeder einzelne Zahn des in einer Einspannung gehaltenen Sägeblattes wird in mehreren aufeinanderfolgenden und in ihrer Größe und Folge veränderbaren und vorprogrammierten positiven und/oder negativen Verformungsschritten bis auf eine vorgegebene Auslenkung (Schrank) aus der Blattebene herausgeformt (geschränkt);
• c) jedem Verformungsschritt folgt eine Entspannungspause, etwa in der Größenordnung der Dauer des aktiven Verformungs­ schrittes, um eine elastische Rückformung durch Entspannung des verformten Zahnes entgegen der Richtung der zuvor aufge­ brachten aktiven Verformung bis auf eine verbleibende passi­ ve Verformung zu ermöglichen, und daraufhin wird die ver­ bleibende Auslenkung des Zahnes aus der Blattebene gemessen;
• d) auf elektronischem Wege werden aus dem Meßwert Richtung und Größe der Abweichung des Istwertes von einem vorgegebe­ nen Schränk-Sollwert ermittelt und daraus wenigstens die Richtung des folgenden Verformungsschrittes bestimmt und dieser ausgeführt;
• e) wenn der erreichte Istwert der Auslenkung des Sägezahnes nach Abschluß des letzten passiven (positiven oder negati­ ven) Verformungsschrittes innerhalb eines engen Toleranzbe­ reiches des angestrebten Sollwertes liegt, wird das Säge­ blatt aus seiner Einspannung gelöst, um eine Zahnteilung weitergefördert und zum Schränken des folgenden Sägezahnes erneut gespannt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Verformungsschritt die Verformung und insbe­ sondere auch die Messung in einzelnen numerisch erfaßbaren Wegeinheiten bestimmt bzw. ausgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des oder der folgenden aktiven Verformungs­ schritte unter Berücksichtigung des Rückfederverhaltens des gleichen Zahnes in der Entspannungsphase nach einem oder mehreren vorangehenden aktiven Verformungsschritten bestimmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß unter Auswertung des Rückfederverhaltens des Zahnes beim er­ sten Verformungsschritt ein Schränkprogramm mit unterschied­ lichen aktiven Verformungswegen und gegebenenfalls Entspan­ nungsphasen erstellt und nach Auswertung des bzw. eines jeden folgenden Verformungsschrittes korrigiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite aktive positive Verformungsschritt auf etwa 50% der zuvor gemessenen Höchstabweichung des Istzustandes vom Soll­ wert erstreckt wird.

6. Vorrichtung zum Schränken der Zähne von Sägeblättern, insbesondere zum Ausüben des Verfahrens nach einem der An­ sprüche 1 bis 6 mit folgenden Merkmalen:

• a) Das Sägeblatt (9) sitzt so zwischen den Spannbacken (15, 16) einer Spannvorrichtung (7), daß die Zahnspitze (58) etwa um die halbe Zahnhöhe aus dieser vorragt, und zwischen ein­ zelnen Schränkvorgängen nach Lösen der Einspannung um eine Zahnteilung längsbewegbar ist.
• b) Ein Werkzeugträger (27) ist quer zur Ebene des Sägeblat­ tes (9) durch eine motorische Antriebseinheit (2) hin und her bewegbar vorgesehen und trägt fest zwei Schränkfinger (5, 6), die einander mit Spielabstand auf beiden Seiten des Sägeblattes (9) über der mittleren Höhe eines Sägezahnes (8) gegenüberliegen.
• c) Über den Schränkfingern (5, 6) sind in Höhe der Zahnspit­ ze (58) jeweils gegenüberliegend zwei Meßtaster (55, 56) zwei­ er gesonderter Meßeinrichtungen (61, 62) angeordnet und unab­ hängig von den Schränkfingern (5, 6) nach deren Rückstellung mit Verzögerung gegen das Sägeblatt (9) und anschließend von diesem weg bewegbar vorgesehen.
• d) Die motorische Antriebseinheit (2) ist ebenso wie die bei­ den Meßeinrichtungen (61, 62) an eine elektronische Steuerein­ heit (90) zur Ermittlung und Vorgabe eines aktiven Stellwe­ ges für den Werkzeugträger (27) bei jedem Verformungsschritt angeschlossen.
• e) Die motorische Antriebseinheit (2) ist nach insbesondere den gleichen von den Meßeinrichtungen (61, 62) numerisch erfaßba­ ren Wegeeinheiten steuerbar.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die motorische Antriebseinheit (2) einen Schrittmotor (3) bzw. einen Elektro-Antriebsmotor mit Positionsrückmeldung auf­ weist, dessen Stellwert (v1, v2) durch die Anzahl vorgegebe­ ner Steuerimpulse bestimmt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (90) eine Vergleichs­ anordnung (91) zum Vergleichen des von der Antriebseinheit (2) über den Werkzeugträger (27) ausgeübten aktiven Verfor­ mungsweges (v1, v2) mit dem nach einer Entspannungspause ver­ bliebenen passiven Verformungsweg (p1, p2) und ferner eine Recheneinheit (79) zur Bestimmung der zweckmäßigen Größe des bzw. der folgenden Verformungsschritte (v3, v4) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (90) eine Progammiereinheit (83) und Speicherwerke (82, 84) für Schränkprogramme und am jeweiligen Zahn (8) erfaßte Meßwerte und ausgeübte aktive und verbleibende passive Verformungswege (v1, v2, v3, v4, p1, p2, p3, p4) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Eingabeeinheit (85) zur Korrektur von gespeicherten Programm­ werten nach neuen Meß- und Betriebsdaten.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugträger (27) als quer zum Sä­ geblatt (9) in Parallelführungen (28, 29, 30) verstellbarer Schränkschlitten ausgebildet ist, der eine zwischen den Füh­ rungen (28, 29, 30) angeordnete Antriebsverbindung (Umwandel­ getriebe 26) aufweist und zur Führungsebene versetzt die Schränkfinger (5, 6) trägt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schränkfinger (5, 6) mit Abstand zwischen zwei äuße­ ren Führungselementen einer unteren geteilten Längsführung (29, 30) angeordnet sind und die Meßtaster (55, 56) quer zur Führungsebene über die Schränkfinger (5, 6) ragen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die zwischen Antriebseinheit (2) und Werkzeugträger (27) vorgesehene Antriebsverbindung (26) spielfrei ausgebil­ det, insbesondere mit geringer Druckspannung versehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsverbindung (26) zwei zueinander verstellbare und aneinander bzw. an einem gemeinsamen Halter (41, 42) ver­ spannbare, insbesondere verriegelbare Antriebsteile (Kurven­ scheiben 37, 38) aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwei identische Kurvenscheiben (37, 38) mit spiralenför­ miger Kurvenfläche (39) um 180 Grad gegeneinander gewendet zwischen zwei gegenüberliegende Abtriebsflächen (von Kurven­ folgerollen 46, 47) des Werkzeugträgers (27) greifen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebsflächen durch zwei gegenüberliegende und je­ weils an einer Antriebsscheibe anliegende Kurvenfolgerollen (46, 47) gebildet sind, von welchen wenigstens eine quer zur Antriebs- und Scheibenachse einstellbar angeordnet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 16, gekenn­ zeichnet durch einen berührungsfreien Stellungstaster (35) für die Position des Werkzeugträgers (27) mit seinen Schränk­ fingern (5, 6), insbesondere mit einem in oder dicht an der Bahn wenigstens eines Vorsprunges im Abtrieb der Antriebsein­ heit (2) angeordneten Sensor (43).

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (43) exzentrisch und parallel zur Abtriebsach­ se der Antriebseinheit (2) angeordnet ist und wenigstens ge­ gen eine Segmentnut (42) in einem mit der Antriebseinheit (2) drehbaren Teil (37) vorragt.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Sägeblatt (9) an in dessen Vorschub­ richtung mit einem Zwischenabstand von ca. 2 bis 3 Zahntei­ lungen vorgesehenen Spannstellen eingespannt ist.