DE8533710U1

DE8533710U1 - Schnittwerkzeug, insbesondere Kreissägeblatt

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Publication number: DE8533710U1
Application number: DE19858533710
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-11-30
Filing date: 1985-11-30
Publication date: 1986-03-06

Description

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Die Erfindung betrifft ein scheibenförmiges Schnittwerkzeug, insbesondere Kreissägeblatt, mit einer zentrischen Öffnung für die Befestigung auf einer Antriebswelle, mit Aussparungen in der Blattebene, die im Schnittwerkzeug einzelne Segmente (Speichen) erzeugen* (DE-OS 31 31 122).

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Holz, wird durch den Außen- bzw. Zahnkranz des Schnittwerkzeugs eine Arbeit geleistet, die zur Erwärmung der Peripherie führt. Hierdurch entstehen zwischen dem Außenkranz und dem Zentrum erhebliche Temperaturdifferenzen, die Spannungen im Schnittwerkzeug und Plandeformierungen, bis hin zu Wellenformbildungen, erzeugen. Diese Verformungen des Schnittwerkzeugs führen zu einem ungünstigen Schwingungsverhalten mit der Folge von Peripherieauslenkungen, die wiederum die Schnittverlaufungen unterstützen. Dies führt zu dem weiteren Nachteil einer unnatürlichen Schneidenbelastung sowie letztendlich zu geringeren Standzeiten. Diese Verformungen werden zusätzlich durch die Rotation und die hierdurch erzeugten Fliehkräfte weiter verstärkt, so daß das Schnittwerkzeug mit allen negativen Folgen instabil wird.

Diesen Nachteilen, die vor allem bei hochtourig laufenden Schnittwerkzeugen und solchen mit großem Durchmesser auftreten, wird versucht dadurch zu begegnen, daß man im Schnittwerkzeug Innenspannungen erzeugt, die Dehnungsausgleiche im Schnittwerkzeug bei ungleicher Erwärmung bringen sollen. Diese Innenspannungen werden durch Materialstreckungen im Schnittwerkzeug vor dessen Einsatz erzeugt, z.B. durch

Walzen ode¹; Hämmern* Diese eingebrachte Innenspannung orientiert sich an Erfahrungswerten und berücksichtigt die durchschnittlich angenommene Peripherieerwärmung. Der Nachteil des Einbringens derartiger Innenspannungen besteht zum einen darin, daß diese nur entsprechend der mittleren Peripherieerwärmung aufgebracht werden können und zum anderen darin, daß diese Innenspannungen aufgrund von Materialermüdungen, konzentrierten Erhitzungen wie Brandflecken, Verbeulungen etc., beim Betrieb nach und nach abgebaut werden, so daß mit fortschreitender Benutzung des Schnittwerkzeuges ein ordentlicher Schneidvorgang nicht mehr möglich ist. Für den Einsatz derartiger, mit Innenspannungen versehener Blätter, kommt weiter erschwerend hinzu, daß diese Innenspannung beim Anwender durch Nachbehandlung nicht oder nur unvollkommen wieder eingebracht werden kann, denn die hierzu erforderlichen Fachkräfte stehen nur in den seltensten Fällen zur Verfugung. Dieser tlachteil ist insofern äußerst gravierend, da insbesondere bei dünnen Blättern eina Nachbehandlung, und zwar ein Richten und Spannen der Blätter, etwa alle 5 bis 20 Betriebsstunden erfolgen muß. Die Schwierigkeiten und die kostsnerhöhenden Umstände des nichtens und Spannens haben dazu geführt, daß Schnittwerkzeuge zum Einsatz kommen, deren Formen wesentlich stärker als für den Schnitt eigentlich erforderlich sind. Rein physikalisch gesehen unterliegen die Gchnittwerkzeuge mit den stärkeren Querschnitten den gleichen Verformungen, jedoch sind die Auswirkungen hier wesentlich geringer, denn bei den gleichen absoluten Verformungen und Planabweichungen sind diese, bezogen auf die Belastungseinflüsse aus der Schneiöarbeit, verhältnisgünstiger.

Bekannt ist es, un den Blattebenenbereich gegen Verformungen

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^g|_} zu schützen und das Schwingungsverhalten und die Standzeiten

i«^: der Schnittwerkzeuge zu verbessern, in den Blattebenen ent=

weder Dehnungsschlitze und Dehnungslöcher anzuordnen, oder aber die Schnittwerkzeuge flanschlos auf den Antriebswellen zu lagern oder die Schnittwerkzeuge einem sogenannten Thermostreß-Verfahren zu unterwerfen*

Die Anordnungen von Dehnungsschlitzen oder entsprechenden

Löchern bei herkömmlichen, flanschgefaßten Blattantrieben, wie sie z.B. aus der DE OS 31 31 122 bzw. aus der
\ DE S 26 25 995 bekannt sind, können zwar die Plan-

J /lilafctebenenverf ormungen durch Ansätze von Spannungsaus-

glaichsmöglichkeiten bedingt herabmindern, andererseits heben die DehnungsschlitzeZ-löcher gleichzeitig die Innenspannungswirkungsweise ganz oder teilweise wieder auf. Die Folge ist, daß eine allgemeine Labilität unterstützt wird, die wiederum zu einer schlechten Zentrumsfixierung führt. Dehnungsschlitze/-löcher sind also grundsätzlich kein Mittel, um die stets angestrebte wichtige Zugspannung im Außenkranzbereich herbeizuführen.

Weiter ist es bekannt, Schnittwerkzeuge flanschlos durch eine Art Vielkeilwelle, ohne die üblichen, die Axialfixierung übernehmenden Flansche, anzutreiben. Derartige Schnittwerkzeuge zeigen den Nachteil, daß die klassische Wirkungsweise der Innenspannung gestört ist. Bei Verwendung von flanschlosen Antrieben wird die Peripherie des Schnittwerkzeuges durch Blattführungen stabilisiert, mit dem Ergebnis, daß sich die Schwingungen im losen, flanschlosen Zentrum auspendeln. Diese Blattführungen in der Nähe der Peripherie bewirken jedoch durch Reibung eine zusätzliche

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Peripherieerwärmung und führen damit zu einem weiteren Aufschaukeln der bekannten Nachteile. Es sind zwar verschiedene Blattführungsanordnungen vorgeschlagen worden, die eine Schwingungsdämpfung versuchen, im allgemeinen hat sich jedoch gezeigt, daß die flanschlose Anordnung von Schnittwerkzeugen j.m praktischen Einsatz zu recht hohen Schnittbahnverlaufungen führt.

Die mechanisch vor dem Blatteinsatz im Schnittwerkzeug durch Hämmern und Walzen eingebrachten Innenspannungen sind während des Betriebes nicht erneut einbringbar. Mit dem Thermostreß-Verfahren soll dieser Nachteil beseitigt werden, und zwar wird gemäß diesem Verfahren die Temperaturdifferenz zwischen der Peripherie und dem Zentrum gemessen und in Abhängigkeit dieser Temperaturdifferenz eine Wärmespule gesteuert, die den Blattinnenbereich aufheizt. Diese Wärmedehnungen sollen einen Druck von innen nach außen aufbauen, was auch teilweise erreicht wird. Die Wärmedehnungen führen zu einem gewissen Druck nach außen, sie sind aber nicht in der notwendigen Weise in Abhängigkeit von den Rotationsdaten- und den tatsächlich erreichten Wärmezonengrößen definierbar. Des weiteren führt die Erwärmung durch die Wärmespulen zu einer Aufhebung der konstant notwendigen Zentrumsfixierung.

sind bei Kreissägenblättern auch Bohrungsformen und Flöchenstrukturierungen im Zentrumsbereich im Blatt, auf welche durch entsprechende Antriebswellenprofilierungen durch den Drehsinn des Antriebes Schiebekräfte ausgeübt werden. Diese Lösungen haben den grundsätzlichen Nachteil, daß Toleranzen im Wellen- und im ' . ■czentrumsbeeich zu

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unterschiedlichen Druckbeeinf lussungen im Blatt führen und es ist nachteilig, daß die erzeugte Schiebe-/Druckkraft nicht regelbar ist, sondern von der Drehenergie bestimmt wird.

Allen diesen bekannten Verfahren liegt der gemeinsame Nach
teil zugrunde, daß keine gezielte und dauerhafte Zugspannung in der Peripherie des Schnittwerkzeugs erzeugt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schnittwerkzeug der eingangs genannten Art so auszubilden, daß dieses ein wesentlich besseres Schwingungsverhalten als bekannte Schnittwerkzeuge aufweist und somit zu dünneren Schnittfugen, zu größerer Stabilität, zu größeren Standzeiten und letztendlich auch zu Energieeinsparungen führt.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des AnsDruches 1 gelöst.

Gemäß der Erfindung ist somit in der zentrischen Öffnung ein Druckkraftgeber angeordnet, der die einzelnen Segmente (Speichen) des Schnittwerkzeuges mit einer steuerbaren Druckkraft beaufschlagt. Vorteilhaft weist das Schnittwerkzeug einen geschlossenen Außenkranz auf, auf dem z.B. die Zähne für ein Sägeblatt plaziert sein können. Im Schnittwerkzeug sind die Aussparungen angeordnet, welche die Blattebene bis hin zu einem gewissen Kranzbereich in einzelne Segmente unterteilen, ähnlich einem Speichenrad. Das Schnittwerkzeug kann in bekannter Weise mittels Flanschen axial auf der Antriebswelle fixiert sein.

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Was die Ausbildung der einzelnen Segmente des Schnittwerkzeuges betrifft, so sind diese vorteilhaft so gestaltet, daß ihre Anschlußbreite am Außenkranz kleiner ist als ihre maximale Breite, wobei dafür Sorge getragen werden muß, daß diese sich unabhängig voneinander und unbeeinflußt voneinander verschieben können. Durch das Aufbringen einer Kraft ist der Druck von Innen heraus auf das Ende eines jeden Segmentes und unmittelbar in den Außenkranz eingeleitet, wobei die Höhe der Druckkraft z.B. in Abhängigkeit der Erwärmung des Außenkranzes gesteuert werden kann. Diese Einleitung einer vorbestimmten Druckkraft in den Außenkranz des Schnittwerkzeuges verhindert eine Deformation infolge Peripherieerwärmungen und aufgrund der Fliehkräfte.

Durch den im Zentrum des Schnittwerkzeuges angeordneten Druckkraftgeber wird neben dem Drehantrieb eine zweite Energie im Zentrum aufgebracht. Die voneinander unabhängig und gezielt angesetzten Druckkräfte gleichen somit die Wärmedehnungen aus und sorgen für eine stetige Zugspannung im Außenkranz. Diese vom Druckkraftgeber ausgehenden Wirkungen sind regulierbar, so daß gleichfalls die erforderliche Rückstellbewegung bei Wiedererkalten der Peripherie gewährleistet ist.

Ein Schnittwerkzeug gemäß der Erfindung besteht somit aus einen Außenkranz, an dem eine Vielzahl von Segmenter angeordnet ist, die nur durch den Außenkranz untereinander verbunden sind. Es bildet sich so ein loses, fächerförmiges Zentrum, wobei die gesamte Steifigkeit der Scheibe durch den Druckkraftgeber hergestellt wird. Der Druckkraftgeber hat somit neben dem Drehantrieb und der radialen Druckkraftge-

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bung auch die Aufgabe, das rotierende Schnittwerkzeug axial und zentrisch zu fixieren.

Die Aufbringung der Druckkraft auf die einzelnen Segmente /Speichen kann über Leisten, Bolzen oder Kolben erfolgen, die über Federwirkung oder hydraulische bzw. pneumatische Systeme beaufschlagt sind. Eine differenzierte Beaufschlagung der einzelnen Segmente mit unterschiedlichen Druckkräften ist immer dann erforderlich, wenn das Schnittwerkzeug hohen Formunbestandigkeiten unterliegt. Bei Schnittwerkzeugen, die keine oder nur eine geringe Geometrieveränderung und somit eine hohe Formbeständigkeit aufweisen, kann auf eine voneinander unabhängige Druckkraftbeaufschlagung verzichtet werden. In diesen Fällen ist ein Druckkraftgeber ausreichend, der über 360 ° eine gleichmäßige Hubveränderung und damit hubabhängige Druckbeaufschlagung vornimmt.

Die Aufbringung der Druckkraft auf die einzelnen Segmente des Schnittwerkzeuges muß nicht notwendigerweise mit einzelnen Kolben und Führungselementen erfolgen, sondern kann, da die Dehnungs- und notwendigen Hubbewegungen doch relativ klein sind, auch durch elastische Materialverformungen vollzogen werden.

Erfindungsgemäß ausgebildete Schnittwerkzeuge können mit einem vergleichsweise dünnen Blatt ausgebildet werden. Innenspannung ist keine mehr notwendig. Darüberhinaus bringt das dünnere Blatt mit der durch den Druckkraftgeber hohen Planhaltigkeit einen stabilen Schnittfugenveilauf und eine Verringerung der Spanarbeit durch schmalere Schnittfugen. Letztere werden weiterhin dadurch verringert, daß es bei

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erfindungsgemäß ausgebildeten Schnittwerkzeugen möglich ist, durch die Auslenkungseinschränkungen auch noch eine Zurücknahme der bislang üblichen Zahnüberstandsdistanz zu prakti-^ zieren.

Ein weiterer Vorteil eines erfindungsgemäßen Schnittwerkzeugs besteht darin, daß die Stärke des Außenkranzes unterhalb der Schneidzähne wesentlich verringert werden kann, was zur Folge hat, daß den Spanströmungstürbulenzen mehr Raum geboten wird und dies letztlich auch wieder zur Verringerung der Schneidenergie führt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung is·" im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, in dieser zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß
_m ausgebildeten Schnittwerkzeuges,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das in Fig. 1
gezeigte Sägeblatt und

Fig. 3 eine Seitenansicht eines weiteren

Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung.

Fig. 1 und 2 zeigen ein Kreissägeblatt 1 mit einem geschlossenen Außenkranz 2, an dem die Sägezähne 3 angeformt oder befestigt sind. Mit dem Zahnkranz 2 sind Segmente 4 verbunden, die durch Aussparungen 5 voneinander getrennt sind und die in der zentrischen Öffnung 6 münden. Das Kreissägeblatt 1 besteht somit aus einem geschlossenen Zahnkranz, an dem Segmente in Form von Speichen angeordnet sind, die ohne

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Verbindung miteinander in der zentrischen Mitte 6 enden.

Was das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 betrifft, so sind hier vier unterschiedliche Formen möglicher Segmente darge- j

stellt. Das Segment 7 ist in Seitensicht rechteckförmig ausgebildet, während das Segment 8 in Abwandlung hierzu seine größte Breite in der zentrischen Mitte 6 aufweist, während es sich anschließend zum Zahnkranz 2 hin stetig verjüngt. Die beiden dargestellten Segmente 9 sind durch Aussparungen \

5 voneinander getrennt, die zunächst im wesentlichen radial \

Verlaufen und dann tangential abknicken, so daß die An- \

schlußfläche des Segmentes 9 an dem Außenkrana 2 relativ klein ausgebildet ist, so daß dieser sich ohne wesentliche Behinderung durch den Steg 9 entsprechend der Erwärmung ausdehnen kann* Das Segment 10 wird gleichfalls durch Aussparungen 5 begrenzt, die zunächst in etwa radial verlaufen und dann gleichsinnig tangential abgewinkelt sind, so daß hier wiederum eine kleine Anschlußbreite am Außenkranz 2 erhalten wird.

In Fig. 3 ist ein Sägeblatt 1 dargestellt, bei dem die Segmente 4 gleichmäßig ausgebildet sind.

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, ist in der zentrischen

Öffnung 6 ein Druckkraftgeber 11 angeordnet, der mit Ver- g ,

schiebbaren Kolben 12 versehen ist, die auf die Stirnflächen 13 der Segmente 4 drücken. Die Druckkraft zur Verschiebung der Kolben 12 kann entweder durch Federpakete oder aber durch hydraulische oder pneumatische Systeme erzeugt v/erden. Das Kreissägeblatt 1 wird seitlich auf der nicht dargestellten Antriebswelle 14 mittels eines Flansches 15 in bekannter

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Weise gehalten. Druckkraftgeber und Flansch können getrennt voneinander ausgebildet werden. Vorteilhaft wird jedoch der Druckkraftgeber in den Flansch 15 integriert.

Das Kreissägeblatt 1 kann aufgrund der ständig vorhandenen Vorspannung, die auch bei starker Erwärmung der Peripherie des Kreissägeblattes 1 aufrechterhalten bleibt, im Querschnitt wesentlich dünner ausgebildet werden als dies bisher der Fall ist. Darüberhinaus wird vorteilhaft der Außenkranz 2, der die Sägezähne 3 trägt, dünner ausgebildet als die Segmente 4, was den Fluß der auszutragenden Späne wesentlich erleichtert. Die Beaufschlagung der einzelnen Kolben 12 der Druckkraftgeber, die auf die Segmente 4 des Kreissägeblattes 1 einwirken, läßt eine voneinander unabhängige Hubbewegung zu. Bei Kreissägeblättern, bei denen keine örtlichen Verwerfungen zu befürchten sind, kann auch auf sämtliche Segmente die gleiche Hubbewegung einwirken, was den Herstellungsaufwand des Druckkraftgebers wesentlich verringert. Im einfachsten Fall können auch Materialdehnungen für die Aufbringung der Druckkraft benutzt werden, da die Längenänderungen, die vom Druckkraftgeber ausgeglichen werden müssen, nur im Bereich weniger Zehntel Millimeter liegen.

Um auch bei allgemein großen Belastungen ungleichmäßige Verschiebungen oder Ausknickungen zu vermeiden, können im Druckkraftgeber support- oder rundfuhrungsahnlxche Schieber oder Führungsflächen vorgesehen werden.

Claims

Gießen, den 29.11.1985
Mi/V 85 117 GM

Berthold Fries Am Breidenbach 9, 5920 Bad Eerleburg

Schnittwerkzeug, insbesondere Kreissägeblatt

1. Scheibenförmiges Schnittwerkzeug (1), insbesondere Kreissägeblatt, mit einer zentrischen Öffnung (6) für die Befestigung auf einer Antriebswelle, mit Aussparungen (5) in der Blattebene, die itn Schnittwerkzeug (1) einzelne Segmente (4) (Speichen) erzeugen, •''dadurch gekennzeichnet, daß in der zentrischen Öffnung ein Druckkraftgeber (11) angeordnet ist, über den jedes Segment (4) vom Zentrum (6) her mit einer einstellbaren Druckkraft beaufschlagbar ist.

2« Schnittv/erkzeug nach Ansoruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schnittwerkzeug einen geschlossenen Außenkranz aufweist, an dem die Segmente (4) angeformt sind und daß die

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Segmente (4) in der zentrischen Öffnung (6) enden und diese begrenzen=

3. Schnittwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Anschlußfläche des Segmentes (4) am Außenkranz (2) kleiner oder höchstens gleich der maximalen Breite des Segmentes (4) ist.

4. Schnittwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (5), ausgehend von der zentrischen Öffnung (6), zunächst im wesentlichen radial verlaufen und anschließend in einer im wesentlichen tangential verlaufenden Richtung abgebogen sind.

5. Schnittwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkräfte auf die Segmente (4) mittels Federn aufgebracht werden.

6. Schnittwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch rekennzeichnet, daß die Druckkräfte mittels hydraulischer oder pneumatischer Systeme auf die Segmente (4) aufgebracht werden.

7. Schnittwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Segmente (4) einwirkenden zentralem Druckkräfte einzeln regelbar sind.

8. Schnittwerkzeug nach einesr dir Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkraftgebsr (11) die S-aetmente (4) in radialer, tangentialer und axialer Richtung fixiert

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und das Drehmoment von der Welle auf das Schnittwerkzeug (1) >

überträgt. i¹

9. Schnittwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch t

gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung der Segmente über den 1

Druckkraftgeber (11) mit Druckkraft in Abhängigkeit der jj'

Erwärmung und/oder der Auslenkung des Schnittwerkzeugs (1) |

erfolgt. f

IG. Schnittwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Schnitt- I

Werkzeugs (1) unterhalb der Schneiden (S 2) dünner ausge- f

bildet ist als die übrige Starke der Blai.tebene (S 1). |

11. Schnittwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, jj

dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des verdünnten Berei- |

ches (B 1) etwa dreimal der Höhe der Zähne (B 2) beträgt. f

12. Schnittwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Druck durch Dehnung eines Gehäuses, an dem die Segmente (4) angreifen, übertragen wird.

13. Schnittwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennnzeichnet, daß der Druckkraftgeber (11) support- oder rundführungsähnliche Schieber oder Führungsflächen aufweist.