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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Sägeblatt, insbesondere für Bandsägen mit einer Vielzahl von Zähnen, die unterschiedliche Geometrien aufweisen, die sich in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen wiederholen.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Sägeblätter mit einer Vielzahl von Zähnen herzustellen, die unterschiedliche Geometrien aufweisen.
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Aus
DE 42 00 423 C2 ist ein Sägeblatt mit einem Grundkörper und ungeschränkten Zähnen bekannt, das sich wiederholende Zyklen von Zähnen aufweist, wobei jeder Zyklus mindestens eine Zahngruppe mit von Zahn zu Zahn abnehmender Höhe und dabei zunehmender Breite aufweist. Die Zähne sind symmetrisch zu einer Längsmittelebene durch den Grundkörper ausgebildet. Die wirksamen Schneiden bzw. Schneidenabschnitte sämtlicher Zähne sind jeweils von einer abknickenden Schnittkante gebildet, deren innerer Abschnitt etwa senkrecht zur Längsmittelebene verläuft und an den sich nach außen eine zum Grundkörper hin geneigte Phase anschließt. Der breiteste Zahn in der Zahngruppe weist zwischen Phase und Flanke einen Winkel größer 90° auf.
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Bei der Verwendung derartiger Sägeblätter hat es sich als nachteilig erwiesen, dass trotz guter Schnittleistung die Rautiefe Rz relativ grob ist. Dies wird auf die Aufschwinganfälligkeit derartiger Sägeblätter zurückgeführt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Sägeblatt bereitzustellen, mit dem sowohl eine hohe Schnittleistung, ein präzises Schnittbild und an den Schnittflächen eine hohe Oberflächengüte erzielt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Sägeblatt mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen 2–10 wiedergegeben.
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Das erfindungsgemäße Sägeblatt weist eine Vielzahl von Zähnen Z1,...,N mit unterschiedlichen Geometrien auf, die sich in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen wiederholen, wobei die unterschiedlichen Geometrien über die folgenden Parameter bestimmt werden: Freiwinkel α; Keilwinkel β; Spanwinkel γ; Tangentialer Freiwinkel αt; Radialer Freiwinkel αr; Anstellwinkel κ1,2,3,...,N; Höhe des Zahnes HWert und Breite des Zahnes BWert, wobei der Zahn Z1 mit der größten Höhe HWert = Hmax den größten Freiwinkel αmax und in absteigender Folge der Zahn Z1+X mit der geringsten Höhe HWert =Hmin den größten Freiwinkel αmin aufweist.
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Erfindungsgemäß wiederholt sich die Zahngeometrie in regelmäßigen oder auch in unregelmäßigen Abständen, so dass ein negatives Aufschwingverhalten vermieden wird. Die vorliegende Erfindung entfaltet ihre Vorteile insbesondere bei Bandsägen. Die vorliegende Erfindung kann aber auch bei Kreissägen oder bei anderen Sägeblätter eingesetzt werden.
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Da Bandsägen aus einem geschlossenen Band bestehen, kann die für diese Erfindung erforderliche Bezifferung der Zähne bei jedem beliebigen Zahn mit Z1 beginnen. Die fortlaufende Bezifferung der Zähne erfolgt mit Z1, Z2, ... ZN in Schnittrichtung. Die Zahngeometrie wiederholt sich erfindungsgemäß nach jedem dritten, vierten oder N-ten Zahn. Es ist aber auch möglich, dass sich die Zahngeometrie in unregelmäßigen Abständen wiederholt.
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Bei einer regelmäßigen Wiederholung der Zahlengeometrie kann es vorteilhaft sein, ein Wiederholungsmuster beispielsweise der folgenden Weise vorzunehmen: N = 3, d. h. nach drei Zähnen wiederholt sich die Zahngeometrie; N = 4, d. h. nach vier Zähnen wiederholt sich die Zahngeometrie, usw. Mit Wiederholung der Zahngeometrie wird sich erfindungsgemäß auch die Parametermodifikationen für die Breite BWert, Höhe HWert, Spanwinkel γ, und Freiwinkel α, αt, αr wiederholen.
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Bei einer unregelmäßigen Wiederholung der Zahngeometrie kann es vorteilhaft sein, ein Wiederholungsmuster beispielsweise der folgenden Weise vorzunehmen: N = 3, 4, 5 oder 6, d. h. beispielsweise (3, 4, 3, ...); (3, 5, 3, ...); (4, 5, 4, 4, 5, ...); (3, 5, 6, 5, 3, ...), wobei die Ziffern die Wiederholung der Parametermodifikationen für die Breite BWert, Höhe HWert, Spanwinkel γ, und Freiwinkel α, αt, αr wiedergeben.
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Vorteilhafterweise ist der Zahn Z1 mit der größten Höhe Hmax mit der schmalsten Breite BWert = Bmin ausgebildet und in absteigender Folge weist der Zahn Z1+x mit der geringsten Höhe Hmin die größte Breite BWert = Bmax auf.
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Vorteilhafterweise ist der Spanwinkel γ1 bei dem Zahn Z1 mit der größten Höhe HWert = Hmax am größten ausgebildet und in absteigender Folge wird der Winkel γ1+x bei dem Zahn Z1+x mit der geringsten Höhe HWert = Hmin am kleinsten.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sägeblatts ist der tangentiale und radiale Freiwinkel αr, αt bei jedem zweiten, dritten, vierten oder fünften Zahn gleich Null.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist jeder zweite Zahn mit geringster Höhe HWert = Hmin und einer maximalen Breite BWert = Bmax einen tangentialen und radialen Freiwinkel αr, αt gleich Null auf.
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Vorteilhafterweise ist das erfindungsgemäße Sägeblatt so ausgebildet, dass der Anstellwinkel κ1,2,3,...,N bei benachbarten Zähnen unterschiedlich ist. Dieser Anstellwinkel kann bei benachbarten Zähnen einen Unterschied zwischen 1° und 25° aufweisen, vorteilhafterweise zwischen 3° und 15° liegen, oder bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der Unterschied des Anstellwinkels κ1,2,3,...,N von benachbarten Zähnen mindestens zwischen 5° und 7° sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Anstellwinkel K bei drei aufeinanderfolgenden Zähnen Zi, Zi+1 und Zi+2 nach den folgenden Werten ausgebildet: Ki = 22°, Ki+1 = 35°, Ki+2 = 45°.
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Mit dem vorliegenden erfindungsgemäßen Sägeblatt werden folgenden Vorteile erzielt.
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Durch die unterschiedliche Höhe und Breite von aufeinanderfolgenden Schneidzähnen verteilt sich die Schnittleistung so auf die Vielzahl von Zähnen, dass ein gegenüber dem Stand der Technik sehr gleichmäßiger und ruhiger Schnittverlauf erzielt wird. Dies verhindert Schneidausbrüche sowie Schneidkantenausbrüche.
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Ferner wird durch die Variation des Anstellwinkels κ sowie durch die erfindungsgemäße Modifikation der tangentialen Freiwinkel αt und αr eine gegenüber dem Stand der Technik höhere Oberflächenqualität, insbesondere der Rautiefe erzielt.
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Durch die erfindungsgemäße Wahl der Parameter wird der Vorteil erzielt, dass die Laufruhe gegenüber herkömmlichen Sägeblätter höher ist, so daß auch die Geräuschbelastung wesentlich geringer ausfällt. Während bei herkömmlichen Sägeblättern der Lärmpegel bis zu 120 dB betragen kann, ist dieser bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wesentlich geringer.
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Erfindungsgemäß sind die Parameter Höhe und Breite des Zahnes so auf die tangentialen Freiwinkel αt und αr abgestimmt, dass durch die erzielte Laufruhe während des Sägens die Schnittflächen nicht durch Schwingungen des Sägebandes in ihrer Oberflächenqualität beeinträchtigt wird, sondern der Schnittkanal auf beiden Seiten eine hohe Oberflächengüte und eine geringe Welligkeit aufweist.
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Während die Minimierung der Welligkeit im Wesentlichen auf die Höhe und Breite der Schneidzähne zurückzuführen ist, wird die Rautiefe Rz im Wesentlichen durch die Modifikation der tangentialen Freiwinkel αt und αr beeinflusst. Die erfindungsgemäße Abstimmung dieser Parametergruppen, insbesondere die regelmäßige Reduzierung der tangentialen Freiwinkel αt und αr auf Null bei dem erfindungsgemäßen Sägeblatt führt zu einer Oberflächengüte, die mit Sägeblättern des Standes der Technik bislang nicht erzielt werden konnte.
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Vier bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert, wobei das Ausführungsbeispiel 1 und dessen Parameter in der nachfolgenden Tabelle besonders detailliert erläutert wird.
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Für die Ausführungsbeispiele 2, 3 und 4 sind die Parameterangaben (Höhe, Phasenbreite und Breite) von Ausführungsbeispiel 1 mittels Dreisatz anzupassen. Beispiel: 1,6 mm Banddicke/2,4 mm max. Phasenbreite entspricht 0,9 mm Banddicke/1,7 mm max. Phasenbreite.
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Das bevorzugte Ausführungsbeispiel 1 wird auf einem Sägeblatt mit einer Banddicke von 1,6 mm und einer 3-er Gruppe von Zähnen 1, 2 und 3 ausgeführt.
| | Zahn 1 | Zahn 2 | Zahn 3 |
| Freiwinkel α | 20° | 21° | 22° |
| Spanwinkel γ | 11° | 10° | 9° |
| Anstellwinkel κ | 22° | 35° | 45° |
| Phasenbreite | 0,4 mm | 1,5 mm | 2,4 mm |
| Zahnhöhe H | Hmax = H1
H1 = H2 + 0,1 mm | Hmin < H2 < Hmax
H2 = Hmin + 0,1 mm | Hmin = H3
Referenzhöhe: Hmin |
| Zahnbreite B | Bmin | Bmax > B2 > Bmin | Bmax |
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Das bevorzugte Ausführungsbeispiel 2 wird auf einem Sägeblatt mit einer Banddicke von 0,9 mm und einer 3-er Gruppe von Zähnen 1, 2 und 3 ausgeführt.
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Das bevorzugte Ausführungsbeispiel 3 wird auf einem Sägeblatt mit einer Banddicke von 1,1 mm und einer 3-er Gruppe von Zähnen 1, 2 und 3 ausgeführt.
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Das bevorzugte Ausführungsbeispiel 4 wird auf einem Sägeblatt mit einer Banddicke von 1,3 mm und einer 3-er Gruppe von Zähnen 1, 2 und 3 ausgeführt.
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Es zeigen:
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1 eine Frontaleinzelansicht von drei Schneidzähnen Z1, Z2, Z3 der vorliegenden Erfindung des Ausführungsbeispiels 1;
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2 eine Seitenansicht der Zähne Z1, Z2, Z3 der vorliegenden Erfindung des Ausführungsbeispiels 1;
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3 eine Draufsicht der Zähne Z1, Z2, Z3 der vorliegenden Erfindung des Ausführungsbeispiels 1;
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4 eine Frontalansicht von drei Schneidzähnen Z1, Z2, Z3 der vorliegenden Erfindung des Ausführungsbeispiels 1;
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5 eine schematische Darstellung von drei Schneidzähnen Z1, Z2, Z3 und deren Spanflächen sowie die Spanquerschnitte der einzelnen Zähne bei einem Vorschub fz = 0,01 mm der vorliegenden Erfindung des Ausführungsbeispiels 1;
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6 eine schematische Darstellung von drei Schneidzähnen Z1, Z2, Z3 und deren Spanflächen der vorliegenden Erfindung des Ausführungsbeispiels 2;
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7 eine schematische Darstellung von drei Schneidzähnen Z1, Z2, Z3 und deren Spanflächen der vorliegenden Erfindung des Ausführungsbeispiels 3;
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8 eine schematische Darstellung von drei Schneidzähnen Z1, Z2, Z3 und deren Spanflächen der vorliegenden Erfindung des Ausführungsbeispiels 4;
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9 eine schematische Drauf- und Seitenansicht von sechs Zähnen mit einem Zahn 3* mit radialem Freiwinkel αr = 0.
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Die Dimensionierungsangaben für das Ausführungsbeispiel 1 sind direkt den Zeichnungen 1 bis 4 zu entnehmen.
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Das erfindungsgemäße Sägeblatt mit den Merkmalen gemäß Ausführungsbeispiel 1 wurde einem Belastungstest unterzogen, bei dem die Schnittgeschwindigkeit bei 70 m/min und der Vorschub bei 25 mm/min lag. Für Versuchszwecke wurde der Vorschub auf bis zu 100 mm/min hochgefahren, wobei es dennoch zu keinen Ausbrüchen kam. Bei diesem Belastungstest wurde ein Zylinderprofil von 250 mm Durchmesser aus 1.4571 Material austenitischen Stahls verwendet. Die Rautiefe Rz lag zwischen 25 und 40 μm. Gegenüber herkömmlichen Sägeblättern konnte mit dem erfindungsgemäßen Sägeblatt eine Verbesserung der Oberflächegüte erzielt werden; die Verschleißmarkenbreite war 20% geringer als bei herkömmlichen Sägeblättern.
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In den 5 bis 8 sind die Spanflächen der erfindungsgemäßen Sägeblättervarianten dargestellt. Zur Verhinderung bzw. Reduzierung des schädlichen Aufschwingverhaltens, das sowohl eine höhere Geräuschemission als auch eine schlechtere Oberflächengüte zur Folge hat, werden erfindungsgemäß die Spanflächen der Zähne so dimensioniert, dass aufeinanderfolgende Zähne keine gleichen Spanflächen aufweisen. Gemäß 5 bedeutet dies für das Ausführungsbeispiel 1, dass Zahn 1 eine Spanfläche von 0,92 mm2, Zahn 2 eine Spanflächen von 0,88 mm2 und Zahn 3 eine Spanfläche von 0,60 mm2 aufweist. Die unterschiedlichen Spanflächen der Ausführungsbeispiele 2, 3 und 4 sind den 6, 7 und 8 zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß wird vom höchsten Zahn somit die größte Spanfläche und von den absteigend kürzeren Zähnen eine abnehmend kleinere Spanfläche im Schnittprozeß abgetragen.
