DE69812973T2 - Verbesserte bandsäge - Google Patents

Description

• Bandsägen sind lange Zeit für das Schneiden von harten Materialien benutzt worden, wie z. B. Metallstangen oder Profilen, wobei ihr Hauptvorteil darin liegt, daß sie dünner gemacht werden können als Kreissägen, weshalb weniger Material verlorengeht. Sie haben jedoch einige Nachteile, welche ihre Verwendung beschränken, denn das Band der Bandsäge verliert seine Torsionssteifigkeit, wenn die Vorschubkraft hoch ist. Dies bedeutet, daß viele Zahnformen und -anordnungen mit dem Zweck vorgeschlagen wurden, die Vorschubkraft und alle Kraftkomponenten, welche das Band verdrehen könnten, zu verringern. Bei bekannten derartigen Zahnanordnungen sind einige Zähne gerade und länger als andere, um die Zahnkante seitlich zu führen, und man läßt Zähne mit ungleichen Kantenformen dicke aber schmale Späne schneiden, was als das "Dreifachspan"-Verfahren bekannt ist.
• Seitliche Kräfte auf die gezahnte Kante der Bandsäge können dadurch minimiert werden, daß man solche Zähne, welche große Seitenkräfte haben, paarweise mit entgegengesetzter Verschränkung auftreten läßt. Wenn der Abstand zwischen Zähnen klein genug ist, sind sie beide die meiste Zeit im Schnitt, und ihre individuellen Seitenkräfte löschen sich. Ein kleiner Abstand bedeutet jedoch auch, daß eine größere Zähnezahl gleichzeitig mit einer großen Vorschubkraft schneidet, wenn feste Abschnitte geschnitten werden, was nicht erwünscht ist, oder kleiner Vorschubkraft auf jedem Zahn, was ein uneffizientes Schneiden oder übermäßigen Abrieb bedeutet.
• Ein anderes Problem ist die geringe Steifigkeit in der Ebene für in Übereinstimmung wirkende Vorschubkräfte, wobei es ein großes Vibrationsrisiko gibt, wenn viele Zähne in gleichen Abständen am Schneiden beteiligt sind, wobei ein Rattern, Geräuschbildung und Riffelungen der geschnittenen Oberflächen hervorgerufen werden. Wenn andererseits wenige Zähne am Schneiden beteiligt sind, heben sich die Seitenkräfte nicht auf.
• Diese Probleme machen es schwierig, eine optimale Bandsäge sogar für eine gut definierte Aufgabe und umso mehr zu gestalten, wenn die Bandsäge für eine Vielzahl von Aufgaben benutzt werden soll, einschließlich unterschiedliche Dicke und Material.
• Es sind zahlreiche Zahnanordnungen vorgeschlagen und versucht worden, eine Bandsäge in die Lage zu versetzen, bei einer Vielzahl von Bedingungen gute Oberflächen zu erzeugen. Unterschiede in der Zahnhöhe werden nicht nur für die seitliche Führung benutzt sondern auch, um weniger längere Zähne die meiste Schneidarbeit in harten Materialien durchführen zu lassen mit einer dennoch vernünftigen Schneidtiefe, und alle Zähne aktiv in weichen Materialien schneiden zu lassen. Unterschiede in Zahnabständen werden verwendet, um ein Rattern zu vermeiden und die Zähen paarweise anzuordnen, ohne zu viele gleichzeitig am Schneiden be teiligt zu haben. Unterschiede beim Verschränken sind benutzt worden, um die Sägeschlitzbreite in schmale Späne mit besserer Dicke und gesteuertem Spänerollen aufzuteilen. Drei Verschränkungsbreüen ist üblich, unverschränkt – links – rechts -, es treten aber auch fünf und mehr auf, wo niedrigere Zähne größere Verschränkungsbreiten haben.
• Für eine rationelle Produktion sollten die Zähne in periodischen Gruppen entsprechend den Breiten von Schleif-, Fräs- und Verschränkungswerkzeugen angeordnet werden. Sehr lange periodische Gruppen erfordern große Werkzeuge, große Maschinen und große Bearbeitungskräfte.
• Viele vorgeschlagene Zahnanordnungen, wie z. B. in der US-Patentschrift US 4,727,788 , weisen alle drei Variationen auf, sind dann aber kompliziert und kostspielig herzustellen. Ein Beispiel einer anderen Zahnanordnung ist auch aus der US-A-4,727,788 bekannt. Die vorliegende Erfindung ist eine Zahnanordnung für Metallbandsägen, welche gleichermaßen für harte und weiche Materialien nützlich ist, die weniger Vibrationen als bisher bekannte Formen bei dieser Verwendung hervorruft und die doch bei geeigneter Präzision einfach herzustellen ist.
• Beschreibung
• Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, bei denen 1 ein Band für eine Bandsäge von der Seite zeigt und 2 ein Querschnitt durch dieselbe ist.
• Die erste Tätigkeit bei der Herstellung von Bandsägenzähnen ist das Schneiden der Zähne in der Kante eines Stahlbandes durch Schleifen oder Schneiden. Die Zähne können unterschiedliche Höhe und unterschiedlichen Abstand haben. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die unterschiedliche Höhe wichtig, wobei der unterschiedliche Abstand für spezielle Materialien beliebig ist. Wenn das Stahlband aus zwei Legierungen hergestellt ist, was gewöhnlich der Fall ist, bestehen die Spitzen der Zähne aus einer härteren Legierung, wie z. B. Hochgeschwindigkeitsstahl, während der Körper und die Rückseite des Bandes aus einer hochbelastbaren, rißfesten Stahllegierung hergestellt ist. In vielen Fällen sind jedoch Spitzen aus Wolframkarbid auf die Zähne aufgeschweißt, um eine noch höhere Härte zu erhalten. Die Zähne werden dann durch Schlagen oder Drücken auf ihre jeweilige Seite verschränkt, oder sie werden unverschränkt belassen. Bei vielen Verschränkungsmustern sind die Zähne zu unterschiedlicher Breite verschränkt, was in der Praxis sehr schwierig zu erreichen ist, bei einer Ausführungsform der Erfindung wird aber nur eine Verschränkungsbreite verwendet. Viele Muster, welche unterschiedliche Zahnhöhen, -abstände und -verschränkungsbreiten kombinieren, weisen eine große Anzahl Zähne in einer periodischen Gruppe auf, was ein Grund ist, warum es schwierig ist, das Verschränken mit hoher Präzision durchzuführen, und auch eine aufwendigere Werkzeugausstattung erfordert. Gemäß der Ausführungsform der Erfindung wird die lange periodische Grup pe durch Kombinieren einer kurzen Gruppe für eine Höhe und einen Abstand mit einer anderen kurzen Gruppe für das Verschränken erreicht, wobei die Gruppen eine unvergleichbare Elementenzahl haben. Die lange Gruppe hat dann ebensoviele Elemente wie das Produkt der Elemente der kleineren Gruppen.
• 1 zeigt einen Teil eines Bandes für eine Bandsäge gemäß der Erfindung, wobei die Zähne einer langen periodischen Gruppe von sechs Zähnen (11–16) dargestellt sind. Die Gruppe ist das Ergebnis einer Zahnhöhe und Abstandsgruppe von zwei Zähnen, eine hoch und eine niedrig (H-L), und einer Verschränkungsgruppe von drei Zähnen, eine unverschränkt, eine rechts und eine links (O-R-L). Wie es bei Sägeblättern für Metall üblich ist, ist die vordere Freifläche jedes Zahnes normal zu den Bandseiten. Der erste Zahn in der Gruppe (11) ist hoch und unverschränkt, der zweite Zahn (12) ist niedrig und rechts verschränkt, der dritte Zahn (13) ist hoch und links verschränkt, der vierte Zahn (14) ist niedrig und unverschränkt, der fünfte Zahn (15) ist hoch und rechts verschränkt, der sechste Zahn (16) ist niedrig und links verschränkt. Keine zwei Zähne dieser Gruppe aus sechs (HO – LR – HL – LO – HR – LL) haben dieselbe Kombination von Höhe und Verschränkung, und jede der sechs möglichen Kombinationen der zwei Höhenalternativen und drei Verschränkungen tritt einmal auf.
• Beim Schneiden harter Materialien und großer Abschnitte schneiden nur die hohen Zähne, und da sie mit gleichem Abstand angeordnet sind, arbeitet das Sägeblatt (Sägeband) als ein Blatt (Band) mit grobem aber gleichmäßigem Abstand, mit gleicher Zahnbelastung und niedrigem Vibrationsniveau, und die Zähne schneiden auf angemessene Tiefe. Es gibt jedoch eine großartige Verbesserung, weil erfindungsgemäß die niedrigen verschränkten Zähne zwischen den hohen Zähnen mit derselben Verschränkungsbreite wie die hohen Zähne verschränkt sind, die in 2 gezeigt sind, und sie gleiten dann gegen die Sägeschlitzseiten ohne Schneiden, wodurch sie das Sägeband seitlich stabilisieren und jede Tendenz zu seitlichen Vibrationen unterdrücken, die sonst auftreten, wo ein schneidender Zahn in den Sägeschlitz eintritt oder diesen verläßt, und welche sonst Kopien der Konturlinien des Werkstückes erzeugen.
• Beim Schneiden weicherer Materialien und dünnerer Abschnitte kann der Vorschub groß genug sein, um alle sechs Zähne schneiden zu lassen, wenngleich anfangs mit kleinerer Schneidtiefe für die niedrigen Zähne. Wenn der Abstand vor einem hohen Zahn kleiner ist und vor einem niedrigen Zahn größer ist, gleichen sich die Schneidtiefe und der Zahnabrieb bald mehr zwischen hohen und niedrigen Zähnen bei optimaler Haltbarkeit für Sägebänder bei dieser Anwendung.
• Trotz der vorstehenden Beschreibung mit einer Zahnhöhe und Abstandsgruppe von zwei und einer Verschränkungsgruppe von drei kann die Erfindung bei anderen unvergleichbaren, inkommensurablen Zähnezahlen, wie z. B. drei/vier, realisiert werden, und die Höhe und Abstandsgruppe braucht nicht diejenige mit geringerer Zähnezahl zu sein. Beispiele periodischer Zahnhöhengruppen sind hoch-niedrig oder hoch-niedrig-niedrig oder hoch-niedrig-mittel, und Beispiele von Verschränkungsgruppen sind ORL oder OROL. Mit der Ausnahme des erwähnten Falles mit einer Zahnhöhengruppe von zwei und einer Verschränkungsgruppe von drei kann die Zähnezahl in der periodischen Gruppe die Zahl möglicher Kombinationen von Höhe und Verschränkung überschreiten, und somit haben einige Zähne in der Gruppe dieselbe Kombination, wenngleich mit unterschiedlicher Folge von Nachbarn. Die Balance zwischen rechts und links wird jedoch immer beibehalten, ob der Vorschub so langsam ist, daß nur ein hoher Zahn schneidet, oder größer ist, so daß zwei Zähne eine Tiefe schneiden, die ein gewisser Bruchteil dessen ist, was die hohen Zähne schneiden.
• Bei einer Zahnhöhengruppe sollte die Höhendifferenz ausreichen, um jegliche Schneidtätigkeit mit verschränkten niedrigen Zähnen zu vermeiden, wenn harte Materialien geschnitten werden, was für die meisten Sägeabmaße bedeutet, daß vor dem Verschränken niedrige Zähne mindestens 0,1 mm niedriger sein sollten als hohe Zähne. Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, eine Zahnhöhengruppe mit drei Niveaus zu verwenden, wie z. B. High-Low-Medium (hoch-niedrig-mittel).

Claims (3)

1. Band für Bandsägen mit Zähnen, die in periodischen Gruppen angeordnet sind, wobei jeder Zahn entweder eine hohe oder eine niedrige Höhe hat und eine Variation in der Verschränkung von entweder rechts, links oder unverschränkt, mit Zahnhöhenvariationen, die in Untergruppen aus zwei Elementen bestehen, wobei ein niedriger Zahn auf einen hohen Zahn folgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschränkungsvariationen in Untergruppen aus drei Elementen bestehen, einen geraden, einen nach rechts verschränkten und einen nach links verschränkten Zahn und die Anzahl von Zähnen in der periodischen Gruppe sechs ist, wobei alle verschränkten Zähne ungeachtet der Höhe dieselbe Verschränkungsgröße haben.
2. Band für Bandsägen nach Anspruch 1, wobei der niedrige Zahn vor der Verschränkung zumindest 0,1 mm niedriger als der hohe Zahn ist.
3. Band für Bandsägen mit Zähnen, die in periodischen Gruppen angeordnet sind, wobei jeder Zahn eine Höhe von entweder hoch, mittel oder niedrig hat und eine Verschränkungsvariation von entweder rechts, links oder nicht verschränkt, dadurch gekennzeichnet, daß es Zahnhöhenvariationen in aus drei Elementen bestehenden Untergruppen und eine Verschränkungsvariation in Untergruppen von vier Elementen hat einschließlich zweier gerader Zähne und die Anzahl von Zähnen in der periodischen Gruppe zwölf ist.