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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine flache
Schleifscheibe zum Formen der Schneidkante an den Zähnen eines
Schneidwerkzeuges wie einer geraden Säge, einer Bandsäge,
eines Kreissägeblattes oder eines anderen Werkzeuges mit
mindestens einem Sägezahn, entsprechend dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Normalerweise bilden die Zähne einer Kreissäge oder einer
Bandsäge eine endlose Reihe gleicher Zähne, die aus dem
Sägeblatt herausragen. Die Zähne weisen meist eine nach oben
gerichtete, nach vorne geneigte Vorderseite auf, die sich bis
zur Spitze erstreckt. Danach neigt sich die s.g.
Zahnoberfläche nach rückwärts bis in den Bereich der
Vorderseite des nachfolgenden Zahnes. Diese Zahnoberfläche
kann man auch als nach vorne und aufwärts gerichtete Fläche
ansehen, die sich von der Basis eines Zahnes zur Spitze eines
davorliegenden Zahnes erstreckt. Das Gebiet zwischen der
Vorderseite eines Zahnes bis zur Rückseite eines benachbarten
Zahnes wird als Zahnlücke bezeichnet.
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Aus verschiedenen Gründen ist es sehr wichtig, dass das Profil
der Vorderseite und der Oberseite sämtlicher Zähne eines
Sägeblattes eine gleiche Form und gleiche Winkel aufweisen.
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Heutzutage sind Werkzeuge mit Zähnen meist mit
Hartmetall-Spitzen bestückt, deren Rockwell-Härte grösser ist
als das Grundmetall der Zähne. Für derartige Zahnspitzen
kommen verschiedene Materialien in Frage wie Tungten-Carbide
oder andere Carbide sowie ein unter der Bezeichnung Stellite
bekanntes Material.
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Das Spitzenmaterial muss sehr fest mit dem Material des Zahnes
verbunden werden. Es sind verschiedene Verbindungsarten
bekannt. Unabhängig von der Verbindungsart weist jedoch das
Material der Spitze nicht das gewünschte Profil der
Schneidkante auf.
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Daraus folgt, dass die Hartmetallspitze nachbearbeitet werden
muss. Die wirksamen Flächen der Zahnspitze sind die obere
Fläche, die Vorderseite und die beiden Flanken. Dies bedeutet,
dass alle diese Flächen nachbearbeitet werden müssen, bis sie
die gewünschten Winkel relativ zueinander einschliessen.
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Die Flanken müssen einen Winkel relativ zum Blatt oder Körper
des Werkzeuges einschliessen. Die Kante der oberen Fläche
schneidet die Vorderseite, und auch die Kanten der Flanken
schneiden die Vorderseite der Zahnspitze.
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Da die Spitzen und die dazugehörenden Zähne relativ klein sind
und relativ nahe beieinander liegen, ist die Bearbeitung der
verschiedenen Flächen der Zahnspitzen sehr schwierig. Es
wurden daher sehr komplizierte und teure Maschinen geschaffen,
damit die Schleifscheiben sämtliche Flächen in der gewünschten
Winkellage relativ zueinander bearbeiten können.
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Es hat sich gezeigt, dass das Schleifen der Vorderseite der
Zahnspitze sehr schwierig ist, ohne dass dabei die
anschliessende Lücke berührt wird, weil ja die Vorderseite
nach innen gerichtet ist. Wird die Lücke unbeabsichtigt
iuitgeschliffen, besteht die Gefahr, dass sich dort im
Blattkörper ein Riss bildet, der die Lebensdauer des Blattes
verkürzt oder dass ein Zahn ausbricht. Diese Schwierigkeiten
hängen nicht ausschliesslich mit der Form des Blattes und der
Zahnspitze zusammen, sondern auch von der Form und
Ausführung der Schleifscheibe.
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Aus diesem Grund ist es üblich, nach dem Schleifen der
Zahnspitzen-Vorderseite die anschliessende Zahnlücke zu
schleifen, damit diese eine glatte Oberfläche bekommt und
unbeabsichtigte Schleifspuren beseitigt werden.
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Dies ist unökonomisch. Dazu kommt noch, dass die
Schleifscheibe eine bestimmte Form haben muss und dass die
Gefahr besteht, dass beim Schleifen das Material des Blattes
und das Material des Zahnes überhitzt wird, so dass sich
dessen Eigenschaften auf unerwünschte Weise ändert. Eine
Überhitzung kann unter Umständen dazu führen, dass das
Material des Zahnes und des Blattes gehärtet werden, was zum
Bruch des Zahnes oder Blattkörpers führen kann.
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Das Japanische Patent No. 60-48263 schlägt vor, eine konische
Schleifscheibe zum Schleifen der Zähne zu verwenden. Die
Schleifscheibe hat einen konischen Körper, dessen Peripherie
beidseitig mit einer ringförmigen Schicht aus Schleifmaterial
bedeckt ist, welche um den Rand des Körpers herum führt. Die
Beschichtung hat eine gleichmässige Dicke. Die
Schleifmittel-Feinheit der Beschichtung ändert sich auf der
konischen Peripherie von einer Seite zur anderen Seite. Die
konische Scheibe dient dem gleichzeitigen Schleifen der
Zahnoberseite, der Rückseite eines benachbarten Zahnes und der
dazwischenliegenden Lücke.
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Das Japanische Patent No. 57-205021 beschreibt eine ebensolche
konische Schleifscheibe für denselben Zweck. Der Umfangsrand
der Scheibe hat eine Schicht aus Schleifmaterial
gleichmässiger Dicke und weist eine Form auf, welche genau dem
Winkel zwischen der Rückseite eines Zahnes und der Vorderseite
eines benachbarten Zahnes entspricht.
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Das Deutsche Patent No. 1.066.839 beschreibt eine
Schleifscheibe aus Schleifmaterial. Der Umfangsrand der
Scheibe ist gerundet, damit die Scheibe die an die
Zahnvorderseite grenzende Lücke des Sägeblattes nicht
verletzt. Die Schleifscheibe hat keine Schichten aus
Schleifmaterial.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die oben
geschilderten Schwierigkeiten bei der Bearbeitung von
Sägezähnen, die mit Hartmetallspitzen versehen sind,
mindestens zu verringern.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einer flachen
Schleifscheibe mit einem Scheibenkörper, der an seinem
Umfangsgebiet mit einer Schicht aus Schleifmaterial bedeckt
ist, die eine gleichzeitige Schleifbearbeitung der Vorderseite
eines Zahnes und der anschliessenden Zahnlücke eines
Sägeblattes erlaubt, dadurch gekennzeichnet, dass das
Umfangsgebiet des Scheibenkörpers ein im Querschnitt
assymmetrisches Winkelprofil aufweist, das mit einer Schicht
aus Borazon beschichtet ist, welches die Schleifschicht
bildet, wobei diese Schicht aus Borazon an einer Umfangsseite
des Scheibenkörpers dicker ist als die Schicht an der anderen
Umfangsseite des Scheibenkörpers, und dass das
Uebergangsgebiet der Schicht eine sich allmählich ändernde Dicke
aufweist, so dass sie an die Dicke der Borazonschichten
anschliesst.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung sind in der beigefügten
Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es
zeigt:
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Fig. 1 einen Teil eines Schneidwerkzeuges in Form einer
Bandsäge bevor die Hartmetallspitzen angebracht
sind;
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Fig. 2 die Bandsäge nach Fig. 1 mit daran angebrachten
Hartmetallspitzen in Form von Stellite-Abschnitten;
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Fig. 3 einen einzigen Zahn nach Fig. 2 in stark
vergrössertem Massstab, bevor die Spitze
nachbearbeitet worden ist;
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Fig. 4 einen Zahn nach Fig. 3 nach der Bearbeitung der
Spitze mit dem Umriss der Spitze vor der
Bearbeitung;
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Fig. 5 eine vereinfachte Darstellung einer bekannten
Schleifscheibe während der Bearbeitung der
Zahnvorderseite, wobei deren Lage bezüglich der
Zahnlücke ersichtlich ist;
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Fig. 6 einen diametralen Schnitt einer Schleifscheibe mit
einem Querschnittsprofil entsprechend der Erfindung;
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Fig. 7 zeigt das Querschnittsprofil in grösserem Massstab;
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Fig. 8 zeigt einen Teil des Querschnittsprofils des
Schleifscheibenkörpers, bevor die
Schleifmaterialschicht darauf angebracht ist und
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Fig. 9 zeigt die erfindungsgemässe Schleifscheibe während
des Schleifens einer Zahnspitze und deren Lage
bezüglich der Zahnlücke.
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Fig. 1 zeigt ein Schneidwerkzeug in Form eines Sägeblattes 1
mit einem Körper 2 von länglicher Form mit geradem unterem
Rand 3 und geringer Dicke in Bezug auf dessen Höhe. Die andere
Längsseite des Körpers 2 ist mit einer Vielzahl von Zähnen 4
in regelmässigen Abständen versehen. Die Zähne haben alle die
gleiche Form und sind durch eine Lücke 5 voneinander getrennt.
Der Zahn hat eine nach vorne geneigte Vorderseite 6 und
erstreckt sich in weniger stark geneigter Form nach vorwärts
und bildet die Rückseite 7 eines benachbarten Zahnes. Die
Flächen 6 und 7 jedes Zahnes enden in einem spitzen Bereich 8.
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Die Figuren 2 und 3 zeigen das Blatt nach Fig. 1, nachdem eine
Hartmetallspitze 9 (d.h. ein kurzer Abschnitt eines
Stellite-Stabs) an den Zähnen befestigt worden ist.
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Die Spitze 9 bildet eine Fortsetzung des Zahnes 4, die
mindestens teilweise in das Material 10 des Zahnes eingebettet
ist.
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Die Spitze ist durch eine Kombination von elektrischer
Erhitzung und Einpressen des Stellite in das Blattmaterial
befestigt worden. Das überschüssige, beim Schmelzen
entstandene Material erscheint in Form einer Wulst 11, wie
dies in Fig. 3 ersichtlich ist. Von der runden Form des
Stellite-Stabes muss relativ viel Material abgetragen werden,
bis die flächenmässige Form der Spitze nach Fig. 4 erreicht
ist. Die Spitze nach Fig. 4 hat dann eine Vorderseite 12, eine
obere Seite 13 sowie Flanken 14 und 15, deren Grösse und
relative Winkellage durch Nachbearbeitung erzielt wurden.
Figur 4 zeigt auch die ursprüngliche Form des Stellite-Stabes.
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Die Grösse und die Winkelverhältnisse zwischen den
verschiedenen Flächen der Spitze 9 richten sich nach dem
Schnittprofil. In der Praxis beträgt der Winkel zwischen den
Flanken und der Vorderseite zwischen dreiundachtzig bis
siebenundachtzig, und liegt meist bei fünfundachtzig
Winkelgrad.
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Die Breite der Vorderseite und der Schnittfläche hängt davon
ab, welches Material geschnitten werden soll. Der übliche
Bereich liegt zwischen zwei und acht Millimeter.
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Im Idealfall sollte die Oberfläche 15 der Zahnlücke so glatt
wie möglich sein und keine Risse zum Blattkörper hin
aufweisen.
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Mit anderen Worten, es ist wichtig, dass der Zahnlückenbereich
glatt geschliffen wird, ohne dass bei diesem Schleifvorgang
ein unerwünschtes Nachhärten des Blattmaterials auftritt.
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Mit Rücksicht hierauf wird daher nach der Bearbeitung der
Spitze die Zahnlücke nachgeschliffen. Durch dieses
Nachschleifen der Zahnlücke wurden zwar die Ansätze für
spätere Risse vermieden, aber oft auch die bereits fertig
bearbeitete Zahnvorderseite verletzt. Dazu kommt noch, dass
die dazu verwendeten Schleifscheiben mit Wasser oder einem
Kühlmittel gekühlt wurden, um sie vor Überhitzung zu schützen,
was zwar eine erwünschte Kühlung bewirkte, aber zugleich ein
Blau-Anlaufen und ein unerwünschtes Härten des Blattes zur
Folge hatte, was wie erwähnt eine Rissbildung in der Zahnlücke
einleiten kann.
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Um mit allen obengenannten Problemen fertig zu werden, ist es
üblich, mit einer Schleifscheibe die Zahnoberfläche zu
schleifen, mit einer zweiten Schleifscheibe die
Zahnvorderseite zu schleifen und schliesslich die Lücke mit
einer weiteren Schleifscheibe nachzuarbeiten, um eventuelle
Schleifspuren einer vorhergehenden Schleifoperation zu
beseitigen.
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Fig. 5 zeigt in stark vergrössertem Massstab einen einzigen
Zahn mit Hartmetallspitze und die daran anschliessende
Zahnlücke beim Schleifen der Zahnvorderseite. Die
Arbeitsfläche 17 der Schleifscheibe 18 nimmt einen gewissen
Winkel ein, um so die Vorderseite 12 der Spitze 9 schleifen zu
können.
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Infolge der Form der Schleifscheibe 18 und deren Arbeitsfläche
17 besteht bei der Einwärtsbewegung während des
Schleifvorganges der Spitzen-Vorderseite 12 die akute Gefahr,
dass die Schleifscheibe die Zahnlücke verletzt. Aus diesem
Grund ist es üblich, die Lücke 16 wie erwähnt nachzuschleifen.
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Es ist einleuchtend, dass dadurch neue Probleme entstehen,
weil die Schleifscheibe für das Nachschleifen der Lücke die
bereits fertig bearbeitete Zahnvorderseite verletzen könnte;
dies verlangt auch einen besonders genauen schrittweisen
Vorschub.
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Wie schematisch in Fig. 5 dargestellt, besteht die Gefahr,
dass die Zahnlücke verletzt wird und darin eine Rille
entsteht.
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Die Figuren 6 und 7 zeigen einen Schnitt durch eine
Schleifscheibe 20, bei welcher das mit Schleifmaterial
beschichtete Gebiet ein Profil nach der Erfindung aufweist.
Die Scheibe 20 weist einen Körper 21 mit einer Bohrung 22 auf,
mit welcher sie auf einer (nicht dargestellten) Welle montiert
werden kann.
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Der Umfangbereich 23 der Schleifscheibe weist ein
Querschnittsprofil auf, dessen Oberfläche 24 der Form und dem
Winkel zwischen der Zahnspitzenvorderseite und der
anschliessenden Zahnlücke entspricht. Der Umfangsbereich 23
des Schleifscheibenkörpers 21 ist mit einer Schicht 24 aus
Borazon belegt, deren Rockwell-Härte grösser ist als das
Material, welches die Schleifscheibe bearbeiten soll.
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Zu beachten ist, dass es heute üblich ist, eine
Borazon-Beschichtung zu verwenden, sowohl wegen dessen
Wirksamkeit als aus ökonomischen Überlegungen. Wird damit
Stellite bearbeitet, muss Borazon mit viel Kühlmittel gekühlt
werden. Demzufolge werden sowohl die Zähne des Blattes wie die
Spitzen kräftig gekühlt.
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Aus der vergrösserten Detailzeichnung nach Fig. 7 ist
ersichtlich, dass die Aussenfläche 26 der Schicht genau dem
Profil der Vorderseite 12 der Spitzen 9 und der
anschliessenden Zahnlücke 6,7 entspricht. Die Schicht 25
umschliesst den Umfang des Schleifscheibenkörpers 21
vollständig und umfasst zwei Seitenwandteile 27 und 28 sowie
ein Zwischengebiet 29. Die Aussenflächen dieser drei Teile
bilden die Aussenfläche 26 der Schicht 25. Der Seitenwandteil
27 und der daran anschliessende mittlere Teil 29 weisen eine
grössere Dicke auf als der Teil 28. Sie bilden denjenigen Teil
der Schleifscheibe, mit dem die Vorderseite der Spitze
bearbeitet wird.
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Die Dicke der Schicht 27, mit welcher die Vorderseite der
Spitze bearbeitet wird, kann 1,5 Millimeter betragen, während
die Dicke der Schicht 28, welche die Lücke bearbeitet, 1,0
Millimeter beträgt.
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Die Dicke der Schicht im Zwischenbereich 29 nimmt allmählich
zu und überbrückt den Unterschied zwischen den beiden
Seitenwandteilen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist
die Arbeitsfläche aus zwei sich schneidenden Kreisbögen
gebildet, deren Mittelpunkte und Radien durch die zu
schleifende Form gegeben ist.
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Die exakte Form der Arbeitsfläche 26 wird bestimmt durch das
Verhältnis zwischen dem Winkel der Vorderseite und dem Profil
der daran anschliessenden Lücke. Es ist üblich, die
Vorderseite 17 der Schleifscheibe während des Schleifens in
genau dem Winkel zuzuführen, welcher dem Winkel der
Vorderseite der Spitze entspricht. In anderen Worten heisst
dies, dass das Profil der Schleifscheibe in Hauptsache der
Form der Lücke entsprechen muss.
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Als Material für die Schleifschicht wird vorzugsweise Borazon
Schleifmaterial verwendet, welches der technischen Bezeichnung
CBN B151-75-RCS entspricht.
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Es ist wichtig, dass die Schleifscheibe bequem in den Bereich
der Lücke eingeführt werden kann. Daher besteht der Wunsch,
die Schleifscheibe so schmal wie möglich auszubilden, soweit
dies sich mit der Dicke der Schleifmaterialschicht vereinigen
lässt.
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Die Fig. 8 zeigt den Umfangsrand eines Schleifscheibenkörpers
nach der Erfindung, der winkelförmige Abstufungen 30, 31, 32, 33
und 34 aufweist. Die Flächen 30 und 34 verlaufen parallel zur
Drehachse der Scheibe, die Fläche 31 schliesst einen Winkel
von etwa fünfzig Grad, und die Fläche 33 schliesst einen
Winkel von 80 bis 90 Grad zur Drehachse ein. Die auf dem
Umfang dieser Scheibe angebrachte Schleifmittelschicht 35 ist
in Fig. 9 dargestellt.
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Auch hier entspricht die Aussenfläche 36 der Oberfläche der zu
scheifenden Lücken 6 der Zähne. Die Aussenfläche 36 setzt
sich aus einer Anzahl ineinander fliessenden Kurven zusammen.
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Die Formgebung nach Fig. 8 mit ihren Stufen gibt der
Schleifmaterialschicht Halt.
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Fig. 10 zeigt schematisch die Verwendung einer
erfindungsgemässen Schleifscheibe. Man sieht, dass beim
Schleifen der Vorderseite der Spitze 12 die Schleifscheibe in
die Lücke hineinragt, so dass diese gegen das Ende des
Schleifens der Zahnvorderseite ebenfalls geschliffen wird. Mit
anderen Worten, die Vorderseite der Spitze und der
Lückenbereich werden in einem Durchgang geschliffen.