SÄGEBLATT FÜR GATTERSÄGEN MIT MATERIALSCHWÄCHUNGSSTELLEN
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sägeblatt für Gattersägen, bestehend aus einem länglichen streifenförmigen Blattkörper, der im Bereich seiner beiden Enden mittels einer Spanneinrichtung mit einer längs in Zugrichtung wirkenden Spannkraft beaufschlagbar ist, wobei eine Längskantenseite eine Schneidseite zur Anordnung von Schneidelementen, insbesondere Diamantsegmenten zur Steinbearbeitung, und die gegenüberliegende Längskantenseite eine Rückenseite bilden.
Die DE 39 31 837 Cl beschreibt eine Gattersäge mit einer speziellen Parallelogramm-Kinematik, wobei das bzw. jedes von mehreren parallel beabstandet eingespannten Sägeblättern schaukelnd bewegt wird. Dabei ist vorgesehen, daß die Schneidseite jedes Blattes kreisbogenförmig mit einem Kreisbogenradius ausgeführt ist und durch die besondere Kinematik eine kreisbogenförmige Schnittkontur in dem zu schneidenden Material mit einem Schnittkonturradius generiert, der sich von dem Kreisbogenradius der Schneidseite unterscheidet, wobei der Schwingradius jedes Blattes derart gewählt ist, daß zwischen der Schneidkante und der Schnittkontur quer zur Richtung der Schwingbewegung betrachtet - eine Arbeitsberührung in Form eines Quasi-Punktkontaktes erfolgt. Damit soll mit geringer Andrückkraft eine große Trennrate erreicht werden, und zwar insbesondere beim Trennen von Silicium und anderen empfindlichen Werkstoffen. Es hat sich gezeigt, daß bei mit solchen Gattersägen getrennten Materialien auf den Schnittflächen riefenartige Unebenheiten auftreten können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sägeblatt der gattungsgemäßen Art zu schaffen, welches bei der Anwendung eine weiter verbesserte Schnittqualität besonders auch beim Schneiden sehr dünner Materialschnitte gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Blattkörper Materialschwächungsstellen in einer derart über seine Fläche verteilten Anordnung aufweist, daß bei Beaufschlagung des Blattkörpers mit der Spannkraft die Schneidseite mit einer ersten Teilspannkraft beaufschlagt wird, die höher als eine zweite Teilspannkraft auf der Rückenseite ist. Erfindungsgemäß handelt es sich somit um eine asymmetrische Verteilung der Gesamt-Spannkraft auf die beiden Längsseiten in Form einer Spannkraft -Konzentration auf der Schneidseite. Dazu führen die Materialschwächungsstellen innerhalb des Blattkörpers zu Querschnittsschwächungen oder sogar Querschnittsunterbrechungen, die durch ihre besondere Verteilung die Spannkraft- Übertragbarkeit so beeinflussen, daß diese auf die Schneidseite hin konzentriert wird. Das Verhältnis der ersten Teilspannkraft auf der Schneidseite zu der zweiten Teilspannkraft auf der Rückenseite beträgt vorzugsweise mindestens 2 : 1 und geht möglichst sogar mindestens gegen 3 : 1.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann das Sägeblatt vorteilhafterweise mit einer größeren Höhe, d. h. Breite der Streifenform gemessen zwischen Schneidseite und Rückenseite, ausgebildet werden, ohne daß die insgesamt erforderliche Spannkraft wesentlich erhöht werden müßte. Die größere Blatthöhe, die durch die Erfindung etwa das Dreifache von sonst üblichen Blättern betragen kann, bewirkt eine deutlich verbesserte Führung des Blattes im Schnittspalt, was die Schnittqualität verbessert und auch zu einer erhöhten Sicherheit gegen unerwünschtes Verlaufen des Blattes führt . Dadurch können
auch sehr dünne Mater ial schnit e mit hoher Präzision durchgeführt werden, z. B. Sil iciumschni t e für die Halbleitertechnik. Durch die erfindungsgemäße asymmetrische Verteilung der Spannkraft kann diese insgesamt relativ gering gehalten werden. Um auf der Schneidseite eine für den Schnitt ausreichende Spannkraft zu gewährleisten, müßte eigentlich bei einer Vergrößerung der Blatthöhe wegen der damit zwangsläufig verbundenen Querschnittserhöhung des Blattes auch die Spannkraft entsprechend erhöht werden, beispielsweise bei einer Verdoppelung der Blatthöhe auf etwa die doppelte Spannkraft . Durch die Erfindung wird aber vorteilhafterweise eine Reduzierung der gesamten Spannkraft erreicht, indem gezielt die Spannkraft auf der Rückenseite verringert wird, dabei aber trotzdem auf der Schneidseite die erforderliche hohe Spannkraft sichergestellt ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Material schwächungss t el len als einzelne, voneinander beabstandete Löcher ausgebildet, die den Materialquerschnitt des Blattkörpers stellenweise ganz unterbrechen. Hierbei ergibt sich der weitere Vorteil, daß zumindest bei einem Teil der Löcher des Blattkörpers jeweils innerhalb des freien Lochquerschnittes Materialstücke derart gehaltert sein können, daß sie zum Zwecke der Blattführung und/oder einer Polierbearbeitung während eines Sägevorganges innerhalb eines Schnittspaltes beidseitig auf die Schnittflächen des zu schneidenden Materials wirken. Bei diesen Materialstücken handelt es sich insbesondere um DiamantSegmente, die - senkrecht zur Blattebene gesehen - beidseitig über den Blattkörper überstehen, und zwar etwa entsprechend der Dicke des Schnittspaltes. Bei der Sägeblattbewegung wird dadurch eine Polierbearbeitung der Schnittflächen und gleichzeitig auch eine zusätzliche Führung des Blattes im Schnittspalt erreicht. Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei dem
eingangs beschriebenen bekannten System mit Parallelogramm- Kinematik wegen der stets quasi -punktförmigen Bearbeitung jedes einzelne Schneidelement des Blattes immer nur eine kurze Strecke des Schnittes bearbeitet. Hieraus können Riefen in Schnittrichtung resultieren, die nun vorteilhafterweise durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung beseitigt (egalisiert) werden können .
Es sei an dieser Stelle ausdrücklich bemerkt, daß diese in den Ansprüchen 8 bis 11 enthaltene Ausgestaltung grundsätzlich auch unabhängig von der asymmetrischen Spannkraft-Verteilung gemäß dem Anspruch 1 angewandt werden kann. Insofern ist diese Maßnahme für praktisch beliebige Sägeblätter (z. B. auch Kreissägeblätter u. dergleichen) geeignet, die dann erfindungsgemäß über die Blattfläche verteilt angeordnete Führungs- und/oder Polierelemente aufweisen, die bevorzugt im Bereich von Löchern und/oder jeweils auf der Oberfläche des Blattkörpers befestigt sind.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung enthalten.
Anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten, bevorzugten Ausführungsbeispiels soll im folgenden die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf die Blattseite eines erfindungsgemäßen Sägeblattes,
Fig. 2 eine Ansicht in Pfeilrichtung II gemäß Fig. 1 auf die Rückenseite ,
Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt längs der Linie A-A in Fig. 1 in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung und
Fig. 4 eine Ansicht analog zu Fig. 1 mit schematischer Darstellung eines Spannungsverlaufs innerhalb des Sägeblattes bei Beaufschlagung mit Spannkraft.
Ein erfindungsgemäßes Sägeblatt 1 besteht aus einem länglichen, streifenförmigen Blattkörper 2, der an seinen beiden Enden 4 und 5 mit jeweils einer Spannangel 6, 7 verbunden ist. Jede der beiden Spannangeln 6, 7 weist einen Angelhals 8 auf, deren Längsmittelachsen eine Spannkraftachse 10 definieren. Jede Spannangel 6, 7 weist an ihrem von dem Blattkörper 2 wegweisenden Ende einen vorzugsweise etwa T-förmigen Einspannabschnitt 12 auf. Über eine nicht dargestellte und auch nicht genauer beschriebene, in der Regel hydraulische Spanneinrichtung können die Spannangeln 6, 7, und damit der Blattkörper 2, mit einer längs in Zugrichtung wirkenden Spannkraft F beaufschlagt werden.
Der Blattkörper 2 weist zwei Längskantenseiten auf, wobei die eine Längskantenseite eine Schneidseite 14 und die gegenüberliegende Längskantenseite eine Rückenseite 16 bilden. Auf der Schneidseite 14 werden Schneidelemente 18 befestigt, bei denen es sich insbesondere um Diamantsegmente zur Bearbeitung von Stein oder steinähnlichen Materialien, wie insbesondere Silicium, handelt. Die Schneidelemente 18 sind in Fig. 1 und 4 nicht dargestellt; lediglich die Darstellung in Fig. 3 enthält auch eines der Schneidelemente 18.
E r f i n d u n g s g e m ä ß w e i s t d e r B l a t t k ö r p e r 2 Materialschwächungsstellen 20 in einer derart über seine Fläche
verteilten Anordnung auf, daß bei Beaufschlagung des Blattkörpers 2 mit der Spannkraft F auf der Schneidseite 14 eine erste Teilspannkraft Fx und auf der Rückenseite eine zweite Teilspannkraft F2 auftreten. Dabei ist erfindungsgemäß die erste Teilspannkraft F jedenfalls größer als die zweite Teilspannkraft F2. Das Verhältnis Fx : F2 beträgt vorzugsweise mindestens 2 : 1, insbesondere aber etwa 3 : 1 oder höher.
Die Materialschwächungsstellen 20, die bevorzugt als einzelne, voneinander beabstandete Löcher 22 ausgebildet sind, sind etwa auf einer Linie angeordnet, die - vorzugsweise etwa bogenförmig - über die Länge des Blattkörpers 2 verläuft, und zwar endseitig jeweils näher an der Rückenseite 16 und im Bereich der Längsmitte näher an der Schneidseite 14. Diese Reihenanordnung hat insbesondere einen in Richtung der Schneidseite 14 konvex gekrümmten Verlauf. Anstatt aus den Löchern 22 können die Materialschwächungsstellen 20 auch als ein- oder beidseitige Vertiefungen, d. h. Reduzierungen der Dicke des Blattkörpers 2, ausgebildet sein.
Für die erfindungsgemäße, unterschiedliche Spannkraft-Verteilung ist es vorteilhaft, wenn die Spannangeln 6, 7 - bezogen auf die Längsmittelachse 24 des Blattkörpers 2 - außermittig zur Schneidseite 14 hin versetzt angeordnet sind. Dies bedeutet, daß auch die Spannkraftachse 10 gegenüber der Längsmittelachse 24 entsprechend um einen Versatzabstand A versetzt ist. Dabei weist jede Spannangel 6, 7 zur halternden Verbindung mit dem Blattkörper 2 einen Blatthalteabschnitt 26 auf, der aus einem Verlängerungsabschnitt 26a des Angelhalses 8 und einem sich ausgehend von dem Angelhals 8 in Richtung der Rückenseite 16 erstreckenden Winkelabschnitt 26b besteht.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist zumindest bei einem Teil der
Löcher 22 des Blattkörpers 2 vorgesehen, daß jeweils innerhalb des freien Lochquerschnittes Materialstücke 28 (siehe Fig. 1 und 3) derart gehaltert sind, daß sie zum Zwecke der Blattführung und/oder einer Polierbearbeitung während eines Sägevorganges innerhalb eines Schnittspaltes beidseitig auf die Schnittflächen des zu schneidenden Materiales wirken. Jedes Materialstück 28 steht hierzu senkrecht zur Blattebene gesehen beidseitig über den Blattkörper 2 über (Fig. 3), und zwar vorzugsweise etwa entsprechend der Dicke bzw. lichten Weite des jeweiligen Schnittspaltes . Hierbei sind die Materialstücke 28 an in den freien Lochquerschnitt ragenden Tragabschnitten 30 des Blattkörpers 2 gehaltert, insbesondere verlötet, und zwar erfindungsgemäß so, daß nicht das ganze Loch 22 ausgefüllt wird, so daß jedes Loch 22 seine Funktion als Material- bzw. Querschnittsschwächung für die erfindungsgemäße asymmetrische Spannkraftverteilung beibehält . Zweckmäßigerweise sind die Materialstücke 28 von DiamantSegmenten gebildet.
Wie sich weiterhin aus Fig. 1 und 4 jeweils ergibt, verläuft die Schneidseite 14 des Blattkörpers 2 bogenförmig, vorzugsweise kreisbogenförmig gekrümmt, und zwar insbesondere konkav. In Fig. 4 ist zusätzlich die Spannungsverteilung innerhalb des Blattes angedeutet . Die Spannungsverteilung kann auch durch bestimmte Zusatzmaßnahmen beeinflußt werden, wie dargestellt beispielsweise Ausnehmungen 32 jeweils im Innenwinkelbereich zwischen dem Angelhals 8 und dem Blatthalteabschnitt 26.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen
aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, daß grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.