DE102009047874B3 - Band saw and saw blade - Google Patents
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Abstract
Die Aufgabe ein Sägeblatt bereitzustellen, mit dem sowohl eine hohe Schnittleistung, ein präzises Schnittbild und an den Schnittflächen eine hohe Oberflächengüte erzielt werden kann, wird durch das erfindungsgemäße Sägeblatt gelöst, das eine Vielzahl von Zähnen Zmit unterschiedlichen Geometrien aufweist, 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 α; radialer Freiwinkel α; Anstellwinkel K; Höhe des Zahnes Hund Breite des Zahnes B, wobei der Zahn Zmit der größten Höhe H= Hden größten Freiwinkel αund in absteigender Folge der Zahn Zmit der geringsten Höhe H= Hden größten Freiwinkel αaufweist.The task of providing a saw blade with which both a high cutting performance, a precise sectional image and a high surface quality can be achieved on the cut surfaces is achieved by the saw blade according to the invention, which has a large number of teeth Z with different geometries, which are regular or irregular Repeat the distances, the different geometries being determined using the following parameters: clearance angle α; Wedge angle β; Rake angle γ; tangential clearance angle α; radial clearance angle α; Angle of attack K; Height of the dog tooth Width of the tooth B, the tooth Z with the greatest height H = H having the largest relief angle α and, in descending order, the tooth Z with the lowest height H = H having the largest relief angle α.
Description
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.The present invention relates to a saw blade, in particular for band saws with a plurality of teeth, which have different geometries that repeat at regular or irregular intervals.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Sägeblätter mit einer Vielzahl von Zähnen herzustellen, die unterschiedliche Geometrien aufweisen.From the prior art it is known to produce saw blades with a plurality of teeth, which have different geometries.
Aus
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.When using such saw blades, it has proved to be disadvantageous that, despite good cutting performance, the surface roughness R z is relatively coarse. This is attributed to the susceptibility to soaring of such saw blades.
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.The object of the present invention is therefore to provide a saw blade with which both a high cutting performance, a precise cutting pattern and at the cut surfaces a high surface quality can be achieved.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Sägeblatt mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by the saw blade according to the invention with the features of
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen 2–10 wiedergegeben.Advantageous developments of the present invention are given in the subclaims 2-10.
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.The saw blade according to the invention has a multiplicity of teeth Z 1,..., N with different geometries, which repeat at regular or irregular intervals, the different geometries being determined by the following parameters: clearance angle α; Wedge angle β; Rake angle γ; Tangential clearance angle α t ; Radial clearance angle α r ; Angle of attack κ 1,2,3, ..., N ; Height of the tooth H value and width of the tooth B value , where the tooth Z 1 with the highest height H value = H max the largest clearance angle α max and in descending order the tooth Z 1 + X with the lowest height H value = H min having the largest clearance angle α min .
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.According to the invention, the tooth geometry is repeated at regular or at irregular intervals, so that a negative Aufschwingverhalten is avoided. The present invention develops its advantages particularly in band saws. The present invention can also be used in circular saws or other saw blades.
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.Since band saws consist of a closed band, the numbering of the teeth required for this invention can begin with any tooth with Z 1 . The continuous numbering of the teeth is done with Z 1 , Z 2 , ... Z N in the cutting direction. The tooth geometry is repeated according to the invention after every third, fourth or Nth tooth. But it is also possible that the tooth geometry is repeated at irregular intervals.
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.In a regular repetition of the number geometry, it may be advantageous to make a repetition pattern, for example, the following manner: N = 3, ie after three teeth, the tooth geometry is repeated; N = 4, ie after four teeth, the tooth geometry is repeated, etc. With repetition of the tooth geometry, the parameter modifications for the width B value , height H value , rake angle γ, and clearance angle α, α t , α r will repeat according to the invention.
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.In an irregular repetition of the tooth geometry, it may be advantageous to make a repetition pattern, for example, the following manner: N = 3, 4, 5 or 6, ie, for example (3, 4, 3, ...); (3, 5, 3, ...); (4, 5, 4, 4, 5, ...); (3, 5, 6, 5, 3, ...), the numbers representing the repetition of the parameter modifications for the width B value , height H value , rake angle γ, and clearance angle α, α t , α r .
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. Advantageously, the tooth Z 1 with the greatest height H max is formed with the narrowest width B value = B min , and in descending order the tooth Z 1 + x with the lowest height H min has the greatest width B value = B max .
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.Advantageously, the rake angle γ 1 at the tooth Z 1 with the highest height H value = H max is the largest and in descending order the angle γ 1 + x at the tooth Z 1 + x with the lowest height H value = H min the smallest.
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.In a preferred embodiment of the saw blade according to the invention, the tangential and radial clearance angle α r , α t is equal to zero for every second, third, fourth or fifth tooth.
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.In a preferred embodiment of the present invention, every second tooth with the lowest height H value = H min and a maximum width B value = B max has a tangential and radial clearance angle α r , α t equal to zero.
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.Advantageously, the saw blade according to the invention is designed so that the angle of attack κ 1,2,3, ..., N is different for adjacent teeth. This angle of attack may have a difference between 1 ° and 25 ° in adjacent teeth, advantageously between 3 ° and 15 °, or in a preferred embodiment, the difference in angle of attack κ 1,2,3, ..., N of adjacent teeth at least between 5 ° and 7 °.
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°.In a preferred embodiment of the present invention, the angle of attack K is formed at three consecutive teeth Z i , Z i + 1 and Z i + 2 according to the following values: K i = 22 °, K i + 1 = 35 °, K i + 2 = 45 °.
Mit dem vorliegenden erfindungsgemäßen Sägeblatt werden folgenden Vorteile erzielt.The following advantages are achieved with the present saw blade according to the invention.
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.Due to the different height and width of successive cutting teeth, the cutting performance distributed over the plurality of teeth, that over the prior art very uniform and smooth cutting profile is achieved. This prevents cutting breakouts and cutting edge breakouts.
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.Furthermore, by the variation of the angle of attack κ as well as by the modification according to the invention the tangential clearance angle α t and α r a higher surface quality, in particular the surface roughness, is achieved compared to the prior art.
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.The inventive choice of parameters has the advantage that the smoothness compared to conventional saw blades is higher, so that the noise level is much lower. While in conventional saw blades, the noise level can be up to 120 dB, this is much lower in the inventive device.
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.According to the parameters height and width of the tooth are so matched to the tangential clearance angle α t and α r that the cut surfaces is not affected by vibrations of the saw blade in their surface quality by the smoothness achieved during sawing, but the cutting channel on both sides a high Surface quality and has a low ripple.
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.While the minimization of waviness is essentially due to the height and width of the cutting teeth, the roughness depth R z is essentially influenced by the modification of the tangential clearance angles α t and α r . The tuning according to the invention of these parameter groups, in particular the regular reduction of the tangential clearance angles α t and α r to zero in the case of the saw blade according to the invention, leads to a surface quality which could hitherto not be achieved with saw blades of the prior art.
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.Four preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the following figures, wherein the
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.For the
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.
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.The
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.The
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.The preferred embodiment 4 is performed on a saw blade with a belt thickness of 1.3 mm and a 3-group of
Es zeigen:Show it:
Die Dimensionierungsangaben für das Ausführungsbeispiel 1 sind direkt den Zeichnungen 1 bis 4 zu entnehmen.The dimensions for the
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.The saw blade according to the invention with the features of
In den
Erfindungsgemäß wird vom höchsten Zahn somit die größte Spanfläche und von den absteigend kürzeren Zähnen eine abnehmend kleinere Spanfläche im Schnittprozeß abgetragen.According to the invention, the largest tooth surface and thus the descending shorter teeth, a decreasing smaller rake face is removed in the cutting process of the highest tooth.
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