WO2011063437A1 - Sägeblatt für gattersägen zum schneiden von gestein - Google Patents

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Franz Eckenbaum
Manfred Koller
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    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/02—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
    • B28D1/12—Saw-blades or saw-discs specially adapted for working stone
    • B28D1/127—Straight, i.e. flat, saw blades; strap saw blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D61/00—Tools for sawing machines or sawing devices; Clamping devices for these tools
    • B23D61/12—Straight saw blades; Strap saw blades

Definitions

  • the invention relates to a saw blade, in particular for gang saws, for cutting rocks.
  • the invention relates to an aforementioned saw blade, consisting of a flat body or flat blade core with large
  • Longitudinal extension which has on both sides at the ends grasping means for a clamping in a gate frame, wherein on a narrow side of the cross section
  • Cutting means or cutting elements are arranged over the longitudinal extent of the sheet.
  • the invention is directed to a saw blade for cutting hard rock, such as granite, in a gang saw.
  • Cage saws are sawing devices in which parallel spaced apart saw blades are fixed with cutting means in a gate frame and form a cutting unit, which gate frame usually in sheet longitudinal direction a reciprocating motion, optionally with a superimposed lifting and lowering, performs, the cutting unit and the material to be processed are movable relative to one another or can be adjusted to one another.
  • a fitted with saw blades gate can on the one hand linear, so straight, reciprocated out to be guided (DE 2 221 133), with a hiring of stone and saws is perpendicular to the direction of movement of the cutting unit.
  • stone sawing devices are known in which the gate is rotatable about a bearing back and forth movable (US 3,760,789), the narrow side of the Saw blades with the cutting means has a circular arc shape and the cutting unit to a position of the block is effected by a relative movement.
  • an economical cutting position and a minimum thickness of the raw slabs in a division of blocks of rock is the training and
  • the object of the invention is to provide a saw blade with grasping means of the above
  • Cutting means are arranged to indicate which saw blade by his
  • Hard rock such as granite, a small cutting width and / or a small thickness of the raw plate produced at high cutting performance and low load of
  • Cutting elements is formed on the curved narrow side of the base deviating from the path of movement of the saw.
  • Saw blade (leaves) takes place, which backbend leads to an advantageous alignment of the pressurized cutting elements in the cutting gap and thus causes an alignment of the line connecting the working surfaces of the elements to the movement parameters of the gate. It can thereby the contact pressure of the individual cutting surfaces of the chipping cutting elements of a saw in shegespalt set approximately the same size and thus the removal volume of stone block are maximized.
  • Connecting line of the working surfaces of the cutting means or cutting elements in the direction of the narrow side of the curved base body has a deviating on a straight line waveform.
  • the measure of the formation of a special distribution of the mechanical stresses in the blade body is also with regard to a desired
  • the blade body should have a width of at least 160 mm, preferably one of 180 mm and more.
  • the cutting performance is high and the flatness of the cut surface is improved if, according to the invention, the blade body has a thickness of .0 mm to 8 mm, preferably of about 2 mm, and has the narrow side of the cross section over the
  • Longitudinal extension optionally at equal intervals a plurality of
  • Cutting conditions is done by a significantly improved cutting position when working hard stone with gang saws.
  • the narrow side of the body with 26 cutting elements was curved in the clamped, working state of the saw so convex that the
  • Cutting segments had a curve with a maximum distance of 8 mm from the path of movement given by a gate displacement of the saw.
  • Cutting width in the stone was about 4.3 mm.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sägeblatt, insbesondere für Gattersägen, zum Schneiden von Gestein. Die Probleme einer wirtschaftlichen Sägeschnitterstellung in einem Steinblock, vorzugsweise aus Hartgestein, für eine Rohplattenherstellung, sind in der Hauptsache eine Minimierung der Schnittbreite bei hoher Schnittleistung und eine geringe Belastung der Sägeeinrichtung, wie Gattersägen. Die erfindungsgemäße Lösung der Probleme ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem eingespannten, arbeitsbereiten Zustand des Sägeblattes dessen schnitterzeugende Schmalseite des Querschnittes vom Grundkörper in Längserstreckung eine gekrümmte zum Bewegungspfad der Säge im Gatterrahmen abweichende Form hat, oder die Verbindungslinie der Arbeitsflächen der Schneidmittel oder Schneidelemente an der gekrümmten Schmalseite des Grundkörpers abweichend vom Bewegungspfad der Säge gebildet ist.

Description

Sägeblatt für Gattersägen zum Schneiden von Gestein
Die Erfindung bezieht sich auf ein Sägeblatt, insbesondere für Gattersägen, zum Schneiden von Gestein.
Präzisiert dargelegt bezieht sich die Erfindung auf ein eingangs genanntes Sägeblatt, bestehend aus einem flachen Grundkörper bzw. flachen Blattkern mit großer
Längserstreckung, der beidseitig an den Enden Anfassmittel für eine Einspannung in einen Gatterrahmen aufweist, wobei an einer Schmalseite des Querschnittes
Schneidmittel oder Schneidelemente über die Längserstreckung des Blattes angeordnet sind.
Insbesondere ist die Erfindung auf ein Sägeblatt zum Schneiden von Hartgestein, wie Granit, in einer Gattersäge gerichtet.
Gattersägen sind Sägeeinrichtungen, in welchen parallel beabstandet voneinander angeordnete Sägeblätter mit Schneidmittel in einem Gatterrahmen festgelegt sind und eine Schneideinheit bilden, welcher Gatterrahmen zumeist in Blattlängsrichtung eine hin- und hergehende Bewegung, gegebenenfalls mit einer überlagerten Hub- und Absenkbewegung, ausführt, wobei die Schneideinheit und das zu bearbeitende Gut relativ zueinander bewegbar bzw. aneinander anstellbar sind.
Mit Gattersägen, welche ursprünglich für eine Verarbeitung von Holzstämmen zu Brettern konzipiert worden waren, werden derzeit in speziellen Ausführungsformen der Einrichtung auch Gesteinsplatten aus gewachsenem Fels oder aus Steinblöcken geschnitten.
Ein mit Sägeblättern bestücktes Gatter kann einerseits linear, also geradlinig, hin und her bewegbar geführt sein (DE 2 221 133), wobei eine Anstellung von Stein und Sägen senkrecht auf die Bewegungsrichtung der Schneideinheit erfolgt.
Andererseits sind Steinsägeeinrichtungen bekannt, bei welchen das Gatter um ein Lager drehend hin und her bewegbar ist (US 3 760 789), die Schmalseite der Sägeblätter mit dem Schneidmittel eine Kreisbogenform aufweist und zur Schneideinheit hin eine Anstellung des Blockes durch eine Relativbewegung erfolgt.
Weiters sind Steingattersägen, insbesondere für eine Zerteilung von Granitblöcken Stand der Technik, bei welchen das Gatter auf zwei eine Pendelbewegung ausführende Aufhängungen drehbar festgelegt ist (WO 00/78517 A1 ). Bei einer hin und her gehenden Bewegung eines sogenannten Schwinggatters wird derart der Linearbewegung des Sägeblattes bzw. der Sägeblätter jeweils eine Hub- bzw.
Absenkbewegung überlagert, welche besondere Vorteile beim Teilen von
Hartsteinblöcken nach einem Verfahren mit Zuführung von Stahlschrot als
Schneidmittel in den Sägespalt erbringen soll. Als Nachteil können derart breite Schnittfugen gebildet werden.
Naturstein mit einer den Betrachter ansprechenden Gefüge- und/oder Farbstruktur, insbesondere mit einer bearbeiteten Oberfläche, wird in zunehmendem Maße für Vertäfelungen von Wänden in Gebäuden und dgl. verwendet.
Im Zuge der Herstellung von Wand- oder Tischplatten und dgl. Teilen sind aus verarbeitungstechnischen und wirtschaftlichen Gründen möglichst dünne und ebenflächige Rohplatten, die aus einem Gesteinsteil mittels einer Gattersäge geschnitten werden, gefordert.
Die Anforderungen an eine Stein-Gattersäge für eine Herstellung von Rohplatten, die von einem ausreichend abspanbaren Gesteinswerkstoff, wie Sandstein, Marmor und dgl., gestellt werden, können mit bekannten Schneideinrichtungen und Sägeblättern in technischer Hinsicht erfüllt werden. Für eine Herstellung von Rohplatten aus Blöcken aus Hartgestein, wie Granit, sind jedoch nur wenige
Gattersägeeinrichtungen mit spezieller Bau- und Arbeitsweise bekannt, welche Sägen jedoch die wesentlichen Nachteile einer aufwändigen Arbeitsweise und/oder einer großen in den Sägeeinrichtungen minimal herstellbaren Rohplattendicke und/oder einer geringen Schneidleistung bei großen Schnittkräften und/oder einem wenig wirtschaftlichen Betrieb aufweisen. Im Hinblick auf eine wirtschaftliche Schnitterstellung und eine minimale Dicke der Rohplatten bei einer Zerteilung von Gesteinsblöcken ist die Ausbildung und
Ausführung der in einem Gatter verwendeten Sägeblätter von entscheidender Bedeutung. Die Gestalt und Bestückung der Sägeblätter im Gatter ist ebenso für eine mechanische Belastung und Leistung der Sägeeinrichtung wichtig.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Sägeblatt mit Anfassmitteln der eingangs
genannten Art, bestehend aus einem flachen Grundkörper bzw. flachen Blattkörper mit großer Längserstreckung, wobei an der Schmalseite des Querschnittes
Schneidmittel angeordnet sind, anzugeben, welches Sägeblatt durch seine
Ausbildung und Ausformung in einer Gattersäge für Gestein, insbesondere
Hartgestein, wie Granit, eine geringe Schnittbreite und/oder eine geringe Dicke der erstellten Rohplatte bei hoher Schnittleistung und geringer Belastung der
Sägeeinrichtung ermöglicht.
Dabei soll eine aufgabengemäße Sägeblattausführungsform für alle üblich
verwendeten schnitterzeugenden Gatterbewegungsarten erstellbar sein.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass in einem
eingespannten, arbeitsbereiten Zustand des Sägeblattes dessen schnitterzeugende Schmalseite des Querschnittes vom Grundkörper in Längserstreckung eine gekrümmte zum Bewegungspfad der Säge im Gatterrahmen abweichende Form hat, oder die Verbindungslinie der Arbeitsflächen der Schneidmittel oder
Schneidelemente an der gekrümmten Schmalseite des Grundkörpers abweichend vom Bewegungspfad der Säge gebildet ist.
Die mit der Erfindung erreichten Vorteile bestehen im Wesentlichen darin, dass durch den Anstelldruck an den Gesteinsblock eine Rückbiegung des (der)
Sägeblattes (blätter) erfolgt, welche Rückbiegung zu einer vorteilhaften Ausrichtung der mit Druckkraft beaufschlagten Schneidelemente im Schneidspalt führt und derart eine Angleichung der Verbindungslinie der Arbeitsflächen der Elemente an die Bewegungsparameter des Gatters bewirkt. Es können dadurch die Anpresskräfte der einzelnen Schneidflächen der abspanenden Schneidelemente einer Säge im Sägespalt annähernd gleich groß eingestellt und somit das Abtragvolumen vom Steinblock maximiert werden.
Sollte nach einer gebräuchlichen Ausführungsform in einer Gattersäge die
insbesondere für Marmorblöcke ausgelegt ist, auch Hartgestein bearbeitet werden, ist es von wesentlichem Vorteil, wenn in einem eingespannten, arbeitsbereiten Zustand des Sägeblattes für eine geradlinige Bewegung der Einspannungen im Gatterrahmen der Grundkörper des Blattes in seiner Längserstreckung in Richtung der Schmalseite des Querschnittes gekrümmt ausgebildet ist bzw. die
Verbindungslinie der Arbeitsflächen der Schneidmittel oder Schneidelemente in Richtung der Schmalseite des gekrümmten Grundkörpers eine auf einer Geraden abweichende Kurvenform aufweist.
Derart und unter Verwendung von besonderen Sägeblatt-Dimensionierungen und Schneidteilbreiten und Bestückungen ist es gemäß der Erfindung möglich, die Wirtschaftlichkeit der Einrichtung einer derartigen Säge zur Blockteilung in Platten zu erhöhen und auch für eine Hartsteinbearbeitung einzusetzen.
Um erfindungsgemäße Sägeblätter in einen Gatterrahmen zu schaffen, kann eine Krümmung des Grundkörpers in Richtung der Schmalseite des Querschnittes des Sägeblattes in eingespanntem, arbeitsbereitem Zustand fertigungstechnisch und/oder durch außermittig beidseitig an der Breitseite in den Oberflächenbereich in Längsrichtung eingebrachte Vertiefungen, bzw. durch sogenanntes Rollieren, und/oder durch eine Exzentrizität des Angriffes der Spannkraft, bezogen auf die Breitseite des Grundkörpers, gebildet sein.
Weil nun zum Beispiel eine Granitsorte eine um etwa 10 mal höhere Härte aufweist als Marmor, ist es von Bedeutung für einen geradlinigen Schnitt bzw. ein Vermeiden des sogenannten Verlaufene der Säge im Steinblock bei der Schnitterstellung, die Höhe der mechanischen Spannung und insbesondere die Verteilung der örtlichen mechanischen Spannungen über die Querschnittsfläche des Blattkörpers unter Berücksichtigung der Härte des Gesteinwerkstoffes zu optimieren. Die Form des Grundkörpers und dessen Stabilität bei der Belastung während der Schnitterzeugung wird in hohem Maße vom örtlichen mechanischen Spannungszustand im Sägeblatt beeinflusst.
Die Maßnahme der Ausbildung einer besonderen Verteilung der mechanischen Spannungen im Blattkörper ist auch im Hinblick auf eine gewünschte
Flächenpressung der einzelnen Schneidelemente im Sägespalt von großer
Bedeutung für einen Abtragungsfortschritt bzw. eine Schneidleistung.
Es kann von Vorteil sein, eine Mischform der Maßnahmen zur Krümmung des Grundkörpers des Sägeblattes in Arbeitsbereitschaft vorzusehen.
Im Regelfall ist es günstig, wenn die Krümmung des Grundkörpers in Richtung der mit Schneidmitteln oder Schneidteilen bestückten Schmalseite konvex gebildet ist. Als verwendungstechnisch günstig hat sich im Hinblick auf eine hohe
Schneidleistung eines Sägeblattes bei den Erprobungen herausgestellt, wenn, wie an sich bekannt, die Schneidelemente aus hartstoffhaltigem, z.B. diamant- und/oder bornitridhaltigem Material gebildet sind. Nach Meinung der Fachwelt sollte aus Stabilisierungsgründen, insbesondere beim Sägen von Marmor, der Blattkörper eine Breite von mindestens 160 mm, bevorzugt eine solche von 180 mm und mehr, aufweisen. Entgegen gerichtet dieser Meinung wurde gefunden, dass eine Blattkörperbreite von unter 50 mm, insbesondere eine solche von etwa 135 mm, bei einer Länge von 2000 mm bis 8000 mm, vorzugsweise von 3000 mm bis 5000 mm, entscheidende Vorteile im Hinblick auf die Stabilität der (des) Sägeblätter (blattes), vorzugsweise beim Schneiden von Gestein mit erhöhter Härte hat, weil bei gegebener Dicke eine verringerte Breite des Blattes bei gleichen Einspannkräften eine Erhöhung der mechanischen Spannungen in diesem bewirkt, was überraschend einen überproportionalen Stabilisierungseffekt der Säge im Betrieb bewirkt.
Die Untersuchungen haben weiter gezeigt, dass insbesondere im Hartgestein die Schneidleistung hoch und die Ebenheit der Schnittfläche verbessert sind, wenn gemäß der Erfindung der Blattkörper ein Dicke von .0 mm bis 8 mm, vorzugsweise von etwa 2 mm, hat und die Schmalseite des Querschnittes über die
Längserstreckung gegebenenfalls in gleichen Abständen eine Mehrzahl von
Schneidelementen mit einer die Blattdicke um 0.4 mm bis 4.0 mm, bevorzugt mit 1.6 mm bis 2.4 mm, übersteigenden Breite aufweist. Unter leistungsorientierten
Schneidbedingungen erfolgt dadurch eine wesentlich verbesserte Schnitterstellung bei einem Bearbeiten von Hartgestein mit Gattersägen.
Im Folgenden soll die Erfindung an einem lediglich einen Ausführungsweg
darstellenden Beispiel erläutert werden.
In einem Gatterrahmen wurden 3 Sägeblätter jeweils mit einer Dicke des Blatt- bzw. Grundkörpers von 2 mm und einer Breite desselben von 135 mm unter einer
Zugbelastung von 110 KN (Kilonewton) eingespannt. Eine nutzbare Blattlänge war mit 3200 mm gegeben.
Die Schmalseite des Grundkörpers mit 26 Schneidelementen war im eingespannten, arbeitsbereiten Zustand der Säge derart konvex gekrümmt, dass die
Verbindungslinie der Arbeitsflächen mit einer Breite von 4.2 mm der
Schneidsegmente eine Kurve mit einem maximalen Abstand von 8 mm vom durch eine Gatterverbringung gegebenen Bewegungspfad der Säge aufwies.
Im praktischen Versuchsbetrieb wurde eine ruhige, stoßfreie Spaltbildung im
Gesteinsblock ohne Auswandern des Sägeblattes mit einer im Vergleich mit anderen Hartgesteinssägen wesentlich erhöhten Schneidleistung ermittelt, wobei die
Schnittbreite im Stein ca. 4.3 mm betrug.
Versuchsweise erfolgte eine abrupte Unterbrechung des Sägebetriebes unter Leistung. Eine Vermessung des Grundes des Sägespaltes im Gesteinsblock erbrachte eine weitgehend gerade Fläche.
Weiters wurden Messmittel in den Sägespalt eingebracht und die Säge
bewegungsfrei mit dem vorgesehenen Betriebsdruck auf dem Spaltgrund angestellt und die spezifische Pressung der Arbeitsfläche der jeweiligen Schneidelemente gemessen. Obwohl die Ermittlungen im gegebenen Fall mit einiger Ungenauigkeit erfolgten und Messwiederholungen erforderlich waren, zeigten die Ergebnisse, dass die spezifische Arbeitsflächenpressung der einzelnen im Einsatz befindlichen Schneidelemente auf den Sägespaltgrund jeweils im Wesentlichen gleich hoch war, was auf die vorteilhafte Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Gattersägeblattes hinwies.

Claims

Patentansprüche
1. Sägeblatt für Gattersägen zum Schneiden von Gestein, bestehend aus einem flachen Grundkörper bzw. flachen Blattkörper mit großer Längserstreckung, der beidseitig an den Enden Anfassmittel für eine Einspannung in einen
Gatterrahmen aufweist, wobei an einer Schmalseite des Querschnittes
Schneidmittel oder Schneidelemente über die Längserstreckung des Blattes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einem eingespannten, arbeitsbereiten Zustand des Sägeblattes dessen schnitterzeugende Schmalseite des Querschnittes vom Grundkörper in Längserstreckung eine gekrümmte zum Bewegungspfad der Säge im Gatterrahmen abweichende Form hat, oder die Verbindungslinie der Arbeitsflächen der Schneidmittel oder Schneidelemente an der gekrümmten Schmalseite des Grundkörpers abweichend vom
Bewegungspfad der Säge gebildet ist.
2. Sägeblatt nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in einem
eingespannten, arbeitsbereiten Zustand des Sägeblattes für eine geradlinige Bewegung der Einspannungen im Gatterrahmen der Grundkörper des Blattes in seiner Längserstreckung in Richtung der Schmalseite des Querschnittes gekrümmt ausgebildet ist bzw. die Verbindungslinie der Arbeitsflächen der Schneidmittel oder Schneidelemente in Richtung der Schmalseite des gekrümmten Grundkörpers eine von einer Geraden abweichende Kurvenform aufweist.
3. Sägeblatt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Krümmung des Grundkörpers in Richtung der Schmalseite des Querschnittes des Sägeblattes in eingespanntem, arbeitsbereitem Zustand fertigungstechnisch und/oder durch außermittig beidseitig an der Breitseite in den
Oberflächenbereich in Längsrichtung eingebrachte Vertiefungen, bzw. durch sogenanntes Rollieren, und/oder durch eine Exzentrizität des Angriffes der Spannkraft, bezogen auf die Breitseite des Grundkörpers, gebildet ist.
4. Sägeblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung des Grundkörpers in Richtung der mit Schneidmitteln oder Schneidteilen bestückten Schmalseite konvex gebildet ist.
5. Sägeblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidelemente aus hartstoffhaltigem, z.B. diamant- und/oder
bornitridhaltigem Material gebildet sind.
6. Sägeblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Blattkörper eine Breite von 90 mm bis 300 mm, vorzugsweise von ca. 135 mm, bei einer Länge von 2000 mm bis 8000 mm, vorzugsweise von 3500 mm bis 4000 mm, aufweist.
7. Sägeblatt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Blattkörper eine Dicke von 1.6 mm bis 8 mm, vorzugsweise von etwa 2 mm, aufweist und die Schmalseite des Querschnittes über die Längserstreckung gegebenenfalls in gleichen Abständen Schneidelemente mit einer die Blattdicke um 0.4 mm bis 4.0 mm, bevorzugt 1.6 mm bis 2.4 mm, übersteigenden Breite aufweist.
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