DE3822042A1 - Verfahren und vorrichtung zur versteifung von saegeblaettern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Versteifen von Sägeblättern, insbesondere kreisförmigen Sägeblättern, zwischen Walzrollen, die gegen­ einander gepreßt werden.

Beim Betrieb von kreisförmigen Sägeblättern ergeben sich Schwierigkeiten infolge der Schwingungen quer zu dem Säge­ blatt. Es sind mehrere Eigenschwingungsfrequenzen vorhanden und zusätzlich verschiebt die nicht gleichförmige Aufheizung des Sägeblattes beim Betrieb die Lage dieser Schwingungen, mit dem Ergebnis, daß es sehr leicht möglich ist, daß die Punkte gemeinsamer Lagen der induzierten Schwingungen und der Eigenschwingungen zusammenfallen. Folglich wächst die Schwingungsamplitude des Sägeblattes an und die Qualität der beim Sägen erzeugten Oberfläche wird schlechter. Ein ernst­ hafteres Problem ist es jedoch, daß das Zusammentreffen der Rotationsgeschwindigkeit mit der niedrigsten Eigenfrequenz zu einem drastischen Zusammenbruch der Quersteifigkeit des Blattes führt.

Die niedrigste Frequenz von allen (Schwingungstyp 0) wird durch am Rand des Blattes angeordnete Regler beseitigt. Nichts kann dahingehend getan werden, um die nächste Fre­ quenz (Schwingungstyp 1) zu beseitigen; nur die Steifigkeit des Sägeblattes beim axialen Einbau hält diese Frequenz ge­ nügend hoch hinsichtlich der Rotationsgeschwindigkeit. Die Frequenzen der nachfolgenden Schwingungstypen sind wesent­ lich höher als die angewendete Rotationsgeschwindigkeit, aber sie können dramatisch absinken, wenn der Rand des Säge­ blattes aufgeheizt wird. Hieraus folgt, daß das Sägevolumen anwächst, die Qualität der Oberfläche abnimmt und schließ­ lich das Blatt in dem Holzklotz stecken bleibt und gefähr­ lich beschädigt wird.

Die Eigenfrequenzen entsprechend dem Schwingungstyp 2 und höheren Schwingungstypen können noch oben verschoben werden durch "Verdichten" eines Sägeblattes, indem ein Rollenpaar in das Sägeblatt einige konzentrische kreisförmige flache Rillen umwalzt. Hierdurch dehnt sich der Blattwerkstoff in radialer Richtung aus und vergrößert den äußeren Randdurch­ messer. Durch diese konzentrische Anordnung der Rillen ist es möglich, eine beträchtliche tangentiale Zugspannung im äußeren Rand zu erhalten. Ein Aufheizen des äußeren Randes während des Sägens ergibt nicht sofort eine vollständige Be­ seitigung der tangentialen Spannung und daher bleibt das Verhalten des Blattes stabil, sogar bei veränderlichen Bela­ stungen.

Das Versteifen bzw. das Verdichten des äußeren Randes des Blattes, wie beschrieben, verbessert wesentlich die Eigen­ schaften der Schwingungstypen 2, 3, 4 usw. All dieses trägt zu einem besseren Sägeergebnis bei. Das Verdichten (Versteifen) eines Sägeblattes ist ein entscheidendes wichtiges Verfahren beim Betrieb von kreisförmigen Sägeblättern geworden und ih­ re Ausführung in einer korrekten Art erfordert hohe Genauig­ keit und hohe Erfahrung.

Jedoch hat das eher beschriebene Verfahren der Versteifung eines Sägeblattes einen bedeutsamen Nachteil zur Folge. Die Resonanzfequenz vom Schwingungstyp 1 wird klein, wenn das Mittelteil des Sägeblattes einer Druckspannung unterworfen wird, als Gegengewicht des verdichteten äußeren Randes. Dies kann sogar nicht mittels eines Reglers ausgeglichen werden und so ein vielfach verdichtetes Blatt verhält sich zwar in einer stabileren besseren Form, aber die Sägegenauigkeit wird schlechter, sobald die Rotationsgeschwindigkeit in der Resonanzfrequenz vom Schwingungstyp 1 kommt. Die Sägegenau­ igkeit kann nur dadurch verbessert werden, daß das Blatt dicker gemacht wird.

Durch die Anordnung der Verdichtungsrillen in einem näheren Bereich fällt die Resonanzfrequenz vom Schwingungstyp 1 im Verlaufe der Verdichtens ab; jetzt kann sogar der äußere Rand einer starken tangentialen Spannung unterworfen werden, aber das Anwachsen der Druckspannung in der Nähe des Mittel­ teiles ist weniger dramatisch. Die Sägegenauigkeit wird bes­ ser, aber ernste Probleme aufgrund des Prinzips des Walzens wurden bei der praktischen Verwirklichung gefunden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vor­ richtung zu schaffen, die die obengenannten Probleme ver­ kleinert oder sogar vollständig beseitigt. Um diese Ziele zu erreichen, wird erfindungsgemäß ein Verfahren angewandt, wie es im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 dargestellt ist und bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung , wie es im kennzeichnenden Teil des Anspruches 3 dargestellt ist. Vor­ teilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen darge­ stellt.

Der in mehreren Ausführungen dargestellte Erfindungsgegen­ stand wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nunmehr beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 und Fig. 2 Sägeblätter verdichtet nach einem herkömmlichen bekannten Verfahren,

Fig. 3a und Fig. 3b eine Vorrichtung zur Herstellung der Sägeblätter gemäß Fig. 1 und 2,

Fig. 4 ein Sägeblatt mit Verdichtungsrillen sowohl nach dem herkömmlichen bekannten Verfahren als auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 4a eine schematische Darstellung der Spannungen, vorherrschend in einer verdichteten Rille, hergestellt nach dem herkömmlichen bekannten Verfahren,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Spannungen, vorherrschend in einer verdichteten Rille, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren,

Fig. 5a und Fig. 5b eine Vorrichtung zur Herstellung einer Verdichtungsrille gemäß der Erfindung,

Fig. 6 einen Querschnitt durch ein Sägeblatt ver­ dichtet gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und

Fig. 7a und Fig. 7b ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß den Fig. 5a und 5b.

Wie die Fig. 1 bis 3 zeigen, wird zum Verdichten bzw. Ver­ steifen eines Sägeblattes 1 das Sägeblatt mit einem Rollen­ paar 3 und 4 gewalzt, um konzentrische kreisförmige flache Rillen 2 zu schaffen. Die äußere Oberfläche der Walzrollen 3, 4 ist gewöhnlich glatt und sphärisch. Die Rollen 3 werden mit einer solchen Kraft gegeneinander gepreßt, daß an dem Be­ rührungspunkt der Blattwerkstoff gezwungen wird, von dem Un­ terteil in seitlicher Richtung sich zu bewegen. Dies kann nicht in der Walzrichtung stattfinden und so ist der Werk­ stoff-Fluß hauptsächlich quer. In der Längsrichtung, d.h., tangential in bezug auf das Sägeblatt wird die vollständige Länge der Walzrille 2 mit einer gleichmäßi­ gen Druckspannung versehen, die bei der Fließgrenze liegt und die aufrechterhalten wird durch den äußeren Werkstoff. Quer, d.h. radial kann sich der äußere Rand ausweiten, so daß die Spannung in dieser Richtung sehr niedrig ist. So zeigt der Ausschnitt A gemäß Fig. 4, in Fig. 4a für die Walzrille eine im wesentlichen tangentiale Fließgrenzen­ druckspannung.

Die Spannungsbedingung in der Walzrille 2 ist sehr stabil und die Fließgrenze der tangentialen Druckspannung kann nirgends sichtbar werden. Auf der anderen Seite verur­ sachen sogar kleine Änderungen in der Spannungsbedingung in jeder Richtung, beispielsweise als Ergebnis der Schwingun­ gen des Blattes 1, immer ein besonderes Fließen, so daß die Spannung sich zu einem gewissen Ausmaß allmählich aus­ gleicht. Der äußere Rand des Blattes 1 verbindet sich mit dem mittleren Teil vollständig und zwar ausschließlich durch die Walzrille 2. Sogar eine kleine Kraft quer zu der äußeren Kante verursacht, daß sich das Blatt konisch krümmt, und, wie in Fig. 4b gezeigt, eine scharfe Biegung ist durch die Walz­ rille 2 geformt. Eine kleine Abbiegung des Blattes während des Walzens verändert ihre Form selber stark konisch. Die Abbiegung kann nur mit einem Hammer gerichtet wieder werden.

Wenn ein ähnliches Verdichten bzw. Versteifen bei unterbro­ chenem Walzen ausgeführt wird, geschieht ein solches Phäno­ men nicht. Fig. 4c zeigt die Spannungsbedingung rund um eine unterbrochene Walzspur 5 an, siehe Detail B in Fig. 4. Der Walzpunkt 5 ist mit einer Fließgrenzendruckspannung versehen und diese erstreckt sich mit einem Hals 6 zwischen den Walz­ spuren in tangentialer Richtung. Diese Hälse 6 neigen dazu, einer radialen Aufweitung des Streifens zu widerstehen und sind mit einer Streckgrenzenzugspannung versehen. Tatsäch­ lich führen die benachbarten auseinandergehenden Streckgren­ zenspannungen zu einer seitlichen Verschiebung des Werkstof­ fes in einer Art, daß das Spannungsniveau unter die Streck­ grenze bei dem Vorgang des folgenden Walztaktes fällt. Eine scharfe Krümmung in der Spannungszone wird nicht so leicht gebildet, wie bei einer fortlaufenden Walzspur 2.

Die Fig. 5a und 5b zeigen, wie die eine Walzrolle 7 der Walzrollen 7 und 8 an ihrem äußeren Rand eingekerbt ist. Im Verlauf des Walzens kann ein Werkstoff-Fluß bei den Vertie­ fungen 9 plötzlich sichtbar werden. Zusätzlich gilt, wenn eine Vertiefung 9 an der Klemmstelle ist, daß beide benach­ barten Zähne 10 das Blatt gegen die unbearbeitete Rolle 8 liegen. Das Blatt 1 ist mit einer wirklichen plastischen Ab­ biegungsform ausgestattet, mit dem Ergebnis, daß reichlich Werkstoff leicht von der Eindrückung 5 zu dem Abbiegungs­ punkt fließen kann. So fällt bereits im Verlauf des Walzens die tangentiale Spannung in der Walzzone beträchtlich unter die Fließgrenze und die Zone wird nahezu vollständig stabil. Zusätzlich wird der Querschnitt des Blattes leicht gewunden, wie es in Fig. 6 gezeigt ist.

Ein vorteilhafteres Ausführungsbeispiel der Walzprägung wird durch die Anordnung einer Vertiefung 9 in abwechselnder und überlappender Art erhalten, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. In diesem Falle kann eine wirksame, gewundene, mit Un­ terbrechungen versehene Rille ihre eigenen Spannungen freisetzen. Die Konstruktion kann auch so gestaltet werden, daß die Walzprägung aus abwechselnden oder parallelen Ver­ tiefungen in einer oder mehreren Reihen besteht.

Das Rollenpaar kann ebenso entworfen sein, daß jede Rolle 7 und 8 mit Vertiefungen 9 versehen ist. Die Größe und Lage der Vertiefungen 9 in den verschiedenen Rollen 7 und 8 kann auf diese Weise unterschiedlich voneinander sein.

Das Verfahren wird angewendet zum Herstellen, vorzugsweise in einer einzigen Walzoperation, von zwei oder mehreren parallelen unterbrochenen Rillen durch Anordnung von zwei oder mehreren Rollenpaaren 7, 8 nebeneinander und/oder hintereinander.

Ziel der vorgenannten Ausbildungen ist es nur, die Erfindung klarzustellen. Sie begrenzt nicht den Schutz der Erfindung, wie er in den Ansprüchen bekanntgemacht ist. Zusätzlich zu kreisförmigen Sägeblättern kann die Erfindung auch zur Ver­ dichtung angewendet werden, beispielsweise bei Bandsägen oder Gattersägen. Weiter kann die Form und Lage der Vertie­ fungen beträchtlich verändert werden, ohne die erfindungsge­ mäße Idee zu verlassen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Versteifen von Sägeblättern, ins­ besondere Kreissägeblättern zwischen gegeneinander gepreßten Walzrollen, gekennzeichnet durch ein Verfahren, daß die Bildung von einer unterbrochenen Rille oder Rillen in einem Sägeblatt (1) vorsieht, in dem Rollen (7) und (8) angewendet werden, hierbei weist wenigstens eine der Rollen (7) an ihrem Rand Vertiefun­ gen (9) einer gewünschten Form auf.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren angewendet wird, zwei oder mehrere parallele unterbrochene Rillen herzustellen, in dem zwei oder mehrere Rollenpaare (7, 8) nebeneinander und/oder hintereinander angeordnet werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1 zum Verdichten von Sägeblättern zwischen Walz­ rollen, die gegeneinander gepreßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung wenig­ stens ein Paar Rollen (7, 8) umfaßt, hierbei ist wenig­ stens eine der Rollen (7) der Rollenpaare mit am Krei­ sumfang angeordneten Vertiefungen versehen, die eine gewünschte Form und in einer gewünschten Anordnung ein­ nehmen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (9) in der Rolle in einer Linie angeordnet sind, die sich in der gleichen Reihe er­ streckt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (9) an der Rolle (7) in einer Li­ nie angeordnet sind, die sich in zwei unterschiedlichen Reihen abwechselnd oder parallel hinsichtlich der Um­ fangsrichtung erstreckt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (9) in unterschiedlichen Reihen in einem überlappenden Muster angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus zwei oder mehreren Rollenpaaren (7, 8) besteht, die nebeneinander und/oder hintereinan­ der angeordnet sind.