DD285564A5

DD285564A5 - Saege

Info

Publication number: DD285564A5
Application number: DD89332095A
Authority: DD
Inventors: Wlodzimierz Sawluk
Original assignee: Firma Ernst Winter Und Sohn (Gmbh U. Co.),De
Priority date: 1988-08-27
Filing date: 1989-08-25
Publication date: 1990-12-19
Also published as: US5465706A; US5408983A; ZA896251B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Saege, die aus einem Saegeblatt besteht, das auf seinem Auszenrand einen ein- oder mehrteiligen Hartmetall- oder diamanthaltigen Schneidbelag traegt. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Saege mit einem diamanthaltigen Schneidbelag zu schaffen, deren Saegeblatt von so hoher Festigkeit ist, wie ein Saegeblatt aus Stahl, darueber hinaus jedoch erhebliche Vorteile im Vergleich zu einem solchen mit sich bringt. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe derart geloest, dasz das Saegeblatt aus einem Kunststoff besteht, der mit einem Faserstoff aus Kohle- und Graphitfasern mit einem Volumenanteil von 30 bis 70% verstaerkt ist. Ein derartiges erfindungsgemaeszes Saegeblatt besitzt entsprechend dem Volumenprozentanteil der Kohle- oder Graphitfasern einen Elastizitaetsmodul (E-Modul), der groeszer oder etwa gleich ist dem des E-Moduls von Stahl und eine etwa gleich hohe Festigkeit und ist darueber hinaus von erheblich geringerem Gewicht als bekannte Saegeblaetter, so dasz sich fuer die Praxis erhebliche Vorteile ergeben. Fig. 1{Saege; Saegeblatt; Auszenrand; Hartmetall-Schneidbelag; diamanthaltiger Schneidbelag; Kunststoff; Kohle- oder Graphitfasern; Faserstoff}

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Säge, die aus einem Sägeblatt besteht, das auf seinem Außenrand einen ein- oder mehrteiligen Hartmetall- oder diamanthaltigen Schneidbelag trägt.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Sägen zum Trennen von Metall, Stein oder Holz wie Kreissägen mit einem durchgehenden geschlossenen Schneidbelag oder mit einem Schneidbelag, der in Segmente unterteilt ist, oder Gattersägen, die benutzt werden für die Bearbeitung von Stein oder Innenlochsägen zum Abtrennen dünner Scheiben, besitzen normalerweise ein Sägeblatt aus Stahl.

Die Herstellung von Sägen mit einem Sägeblatt aus Stahl ist aus verschiedenen Gründen mit einem erheblichen Aufwand verbunden.

So müssen die Stahlbleche für die Ausbildung eines Sägeblattes zunächst abgekantet und gefräst werden. Danach müssen sie geschliffen werden und einer Wärmebehandlung ausgesetzt werden sowie gespannt und gerichtet werdön. Dazu müssen sie unter eine so hohe Spannung versetzt sein, daß sie sich bei einer Benutzung der säge nicht verfemen, daß sie sich bei einer Benutzung der Säge nicht verformen, weil sich bei einer Durchbiegung ein Schnittverlauf ergebt η würde.

Bei einer ausreichenden Stärke des Sägeblattes ist von Nachteil, daß der Stahl ein verhältnismäßig hohes spezifisches Gewicht von 7,5 bis 8 aufweist, denn das führt unter anderem insbesondere bei größeren und schnell umlaufenden Sägen zu dem Auftreten hoher Massenkräfte, die ihrerseits zu Verformungen des Sägeblattes beitragen.

Ein weiterer Nachteil bekannter Sägeblätter aus Stahl liegt in ihrem hohen Geräuschpegel, der auf Resonanzschwingungen zurückzuführen ist, die sich durch die Homogenität des Materials Stahl ergeben. Von besonderer Bedeutung sind außerdem die erheblichen Transportkosten, die auf dem hohen Gewicht von Sägen beruhen, insbesondere, wenn diese einen größeren Durchmesser aufweisen.

Schließlich ist zu berücksichtigen, daß Sägen mit einem Sägeblatt aus Stahl und einem Schneidbelag aus Diamant bzw. kubisch kristallinem Bornitrid, welches hier allgemein gleichgesetzt wird mit Diamant, einer hohen Gefahr eines Rostbefalles ausgesetzt sind, weil mit ihnen aus Gründen der Kühlung des Diamantbelages im allgemeinen naß gearbeitet wird, indem ihnen fortlaufend Kühlwasser zugeführt wird, welches sich auf dem Sägeblatt verteilt. Durch Rostansätze wird aber der feste Halt der hochwertigen Diamant-Schneidsegmente auf dem Sägeblatt beeinträchtigt, und zwar insbesondere dann, wenn die hochwertigen Diamantschneidkörper durch besondere Halterungen mit dem Sägeblatt verbunden sind, wie es aus anderen Gründen an sich zweckmäßig ist.

Um dem Rechnung zu tragen, ist vielfach versucht worden, Sägen unter Verwendung von Kunststoff herzustellen. Nach der DE-OS 2740891 ist eine Säge bekannt, die als Nabe einen ringförmigen Metallkorn aufweist und einen metallischen Außenring, welcher die Schneidkörper trägt. An der Nabe und dem Außenring sind radial verlaufende Fäden oder Drähte befestigt, weiche diese Teile miteinander verbinden. Diese Verbindungsglieder werden nach Herstellung der Konstruktion in Kunststoff eingebettet. Es ist verständlich, daß die Anordnung, Ausrichtung und Verspannung der Drähte eines erheblichen Aufwandes bedarf, wenn die Zentrierung des äußeren Metallringes zum inneren Ring sichergestellt sein soll, bevor der Kunststoff in den Zwischenraum eingegossen oder eingepreßt wird.

Einen geringeren Aufwand erfordert die Herstellung einer bekannten Trennschleifscheibe aus Kunststoff, bei der die Schloifkörner unmittelbar in einem Kunststoff eingebettet sind, dar durch Kohlenstoffasern verstärkt sein kann (DE-OS 28 29 609). Bei dieser Anordnung bildet das Sägeblatt nicht den Träger von Schneidsegmenten oder einem Schneidbelag wie bei herkömmlichen Sägen. Derartige Schleifscheiben sind auch nicht geeignet für den Einsatz von Schleifkörnern aus Diamant, die einer metallischen Bindung bedürfen wie beispielsweise bei Sägen größeren Durchmessers, welche benutzt werden zum Trennen von Stein oder Metall. Bei dieser bekannten Art von Sägen lassen sich demzufolge auch nicht die am Umfang der Säge angeordneten Schneidkörner nach einem Verbrauch gegen andere austauschen, wie es der ^pall ist bei der Ausnutzung von Diamantkörnern, die in Schneidsegmenten gehalten eind, welche vom Sägeblatt getragen werden. Sägen mit hoher Leistung aufgrund einer hohen Diamantkonzentration lassen sich nach dieser bekannten Ausführung aus Kunststoff nicht herstellen, weil wegen einer ausreichenden Bindung der Schleifkörner nicht ein hoher Faseranteil zur Verstärkung des Kunststoffes möglich wäre. Hinzu kommt, daß sich bei derartigen Trennschleifscheiben zusammen mit dem Schleifkorn auch das Schleifblatt bzw. Sägeblatt selber verbraucht im Gegensatz zu Sägen, die einen nachträglich auf das Sägeblatt aufgetragenen Schneidbelag entweder durchgehend oder in Segmenten auf ihrem Außenrand tragen, der nach einem Verbrauch zu ersetzen ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Gebrauchswerteigenschaften von Sägen der gattungsgemäßen Art aui kostengünstige Weise zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Säge mit einem diamanthaltigen Schneidbalag zu schaffen, deren Sägeblatt von so hoher Festigkeit ist, wie ein Sägeblatt aus Stahl, darüber hinaus jedoch erhebliche Vorteile im Vergleich zu einem solchen mit sich bringt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe derart gelöst, daß das Sägeblatt aus einem Kunststoff besteht, der mit einem Faserstoff aus Kohle- oder Graphitfasern mit einem Volumenanteil von 30 bis 70% verstärkt ist. Ein derartiges erfindungsgemäßes Sägeblatt besitzt entsprechend dem Volumenprozentantoil der Kohle- oder Graphitfasern einen Elastizitätsmodul (Ε-Modul), der größer oder etwa gleich ist dem des Ε-Moduls von Stahl und eine etwa gleich hohe Festigkeit und ist darüber hinaus von erheblich geringem Gewicht als bekannte Sägeblätter, so daß sich für die Praxis erhebliche Vorteile ergeben. Durch den hohen Ε-Modul und die erhöhte Festigkeit kann eine geringere Schnittbreite ausgenutzt werden. Das erheblich verminderte Gewicht führt beim Betrieb zu vergleichsweise geringen rliehkräften, so daß höhere Umlaufgeschwindigkeiten und damit höhere Schnittgeschwindigkeiten ermöglicht werden. Da das Material des Sägeblattes nicht homogen ist, ergibt sich eine umweltschonende Geräuschminderung. Insbesondere führt aber das geringe Gewicht zu erheblich verminderten Transportkosten, die sich besonders auswirken bei größeren Sägen und weiteren Transportwegen, wie auch beispielsweise auf Expeditionen oder einer Ausnutzung der Sägen im Weltraum. Schließlich wird die Gefahr von Unfällen vermindert, die sich bei der Handhabung von Sägeblättern bisher vielfach euf deren hohes Gewicht zurückführen ließen.

Kohlefasern wie auch Graphitfasern haben einen Elastizitätsmodul, der höher liegt als der von Stahl. Durch ihren Verbund mit Kunststoff läßt sich daher ein Körner bzw. ein Sägeblatt schaffen, dessen Elastizitätsmodul im Bereich dessen von Stahl liegt. Ein Volumenprozentanteil der Kohle- oder Graphitfasern des Sägeblattes in der Größenordnung von vorzugsweise 50 bis 60% hat sich dafür als ausreichend und aus Kostengründen für zweckmäßig gezeigt. Dazu können als Bindemittel für die Fasern Kunststoffe handelsüblicher Art wie Epoxidhcrze oder Polyesterharze Anwendung finden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Festigkeit noch zu steigern durch die zusätzliche Verwendung von Glasfasern, deren Anwendung sich ebenfalls kostensenkend auswirkt.

Die Sägeblätter aus Kunststoff nach der F: iindung können gegossen oder gepreßt werden oder durch ein Auftragen von Einzelschichten laminiert werden.

Würde das Sägeblatt allein aus einem Kunststoff bestehen, so wäre keine ausreichende Richtungsstabilität zu erwarten, das heißt, das Sägeblatt könnte sich verlaufen und damit zu einem Schnittverlauf führen. Derartiges wird verhindert durch die Verwendung von Graphit- oder Kohlefasern, die in gewebeartigen Matten angeordnet werden und mit dem Kunstharz durchtränkt werden. Dabei können die Fasermatten in der Form von Kreissektoren geschnitten bzw. ausgebildet sein, die rotationssymmetrisch angeordnet sind und sich an ihren Randabschnitten gegenseitig überlappen, denn allgemein ist davon auszugehen, daß bei den Fasermatten die einzelnen Fasern im wesentlichen rechtwinklig zueinander verlaufen. Ein derartiger Faserverlauf über das gesamte Sägeblatt hinweg würde jedoch zu Ungleichmäßigkeiten in der möglichen Belastungsaufnahme führen.

Die Fasermatten können sandwichartig in mehreren Schichten übereinander bzw. nebeneinander liegend angeordnet sein und von unterschiedlicher Beschaffenheit sein. So können in der Mitte Matten aus weicheren Fasern liegen als außen, wobei zum Zwecke erhöhter Festigkeit Matten mit einer Wabenstruktur (honeycomb) Verwendung finden können. Erfindungsgemäß ist auch, daß der Schneidbelag mit Halterungen versehen ist, die teilweise in dem Kunststoff des Sägeblattes eingebettet sind. Weiterhin ist erfindungsgemäß, daß die Halterungen schwalbenschwanziörmige Ausnehmungen aufweisen. Ebenso ist erfindungsgemäß, daß der Schneidbelag in Schneidsegmente unterteilt ist, die mit im Querschnitt U-förmigen Halterungen versehen sind, deren Schenkel und Mittelsteg mit dem Sägeblatt aus Kunststoff verklebt sind. Darüber hinaus ist erfindungsgemäß, daß der Schneidbelag in Schneidsegmente unterteilt ist, die mit im Querschnitt U-förmigen Halterungen versehen sind, deren Schenkel mit dem Sägeblatt aus Kunststoff verschraubt oder vernietet sind. Weiterhin ist erfindungsgemäß, daß in dem Sägeblatt Buchsen für die Halterungen eingebettet sind. Erfindungsgemäß ist auch, daß eine Halterung für einen Schneidbelag im Querschnitt T-förmig ausgebildet ist und mit seinem Mittelsteg im Kunststoff dos Sägeblattes eingebettet ist. Ebenso ist erfindungsgemäß, daß der den Schneidbelag tragende Balken der T-förmigen Halterung breiter ist als die Stärke des Sägeblattes. Weiterhin ist erfindungsgemäß, daß der Mittelsteg der T-förmigen Halterung mit Öffnungen oder Rippen oder einer Körnung versehen ist. Erfindungsgemäß ist auch, daß der Mittelsteg der Halterung ringförmig ausgebildet ist.

Ausführungsbelsplele

Die erfindungsgemäße Lösung soll nachfolgend in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1: einen Teilausschnitt einer Kreissäge mit rundumverlaufendem Schneidbelag; Fig. 2: einen Teilausschnitt einer Kreissäge rr't Schneidsegmenten; Fig. 3: eine Innenlochsäge; Fig.4: einen Teilausschnitt einer Gattersäge; Fig. 5: einen Teilausschnitt einer Kreissäge mit sektorförmigen Fasermattenausschnitten; Fig. 6: einen Schnitt durch ein Schneidsegment mit Halterung und Sägeblatt; Fig. 7: einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform einer Halterung; Fig. 8: die Anordnung nach Fig. 7 gemäß dem Schnitt nach der Linie 8-8; Fig, 9: ein Schneidsegment mit einer weiteren Ausführungsform einer Halterung; Fig. 10: einen Schnitt durch eine Säge mit einer T-förmigen Halterung und Fig. 11: einen Schnitt durch ein Sägeblatt mit mehreren Fasermatten. Das in Fig. 1 wiedergegebene kreisförmige Sägeblatt 1 trägt auf seinem Außenumfang einen Schneidbelag 2, welcher

durchgehend verläuft und aus einem diamanthaltigen Stoff besteht, der metallisch gebunden ist. Demgegenüber ist bei der

Ausführungsform nach Fig. 2 der Schneidbelag 2 unterteilt in einzelne Schneidsegmente 3, die einzeln befestigt sind auf dem Sägeblatt 1. Die Schneidsegmente enthalten Diamantkörner, die metallisch gebunden sind. Abweichend davon zeigt dio Ausführung nach Fig.3 eine Innenlochsäge, bei welcher das Sägeblatt 1 am Rand seines Innenloches 4 einen Schneidbelag 2 trägt, der rundum verläuft. Die Fig. 4 gibt den Ausschnitt eines Gattersägeblattes wieder, das mit einzelnen Zähnen 5 versehen ist, die jeweils aus einem

diamanthaltigen Grundkörper und einer Halterung bestehen, wie es nachstehend noch erläutert ist.

In allen diesen Ausführungen von Sägen besteht das Stammblatt bzw. das Sägeblatt laus einem Epoxid- oder Polyesterharz, in

dem Kohlefaser oder Graphitfaser mit einem Volumenprozentantei von 50 bis 70% eingebettet sind. Diese Fasern werden bei der

Herstellung des Sägeblattes in der Form von gewebeartigen Matten 6 verwendet, welche mit dem Kunstharz durchtränkt

werden. Dabei kommen vorzugsweise gemäß Fig. 5 kreissektorförmige Mattenausschnitte zur Anwendung, durch diesichergestellt wird, daß die Hauptfaserrichtungen über den Umfang des Sägeblätter nicht gleichbleibend verlaufen. Ein weitorer

Ausgleich in der Faserrichtung läßt sich im übrigen erzielen durch die Verwendung einer Vielzahl von aufeinanderliegender) Fasermatten anstelle einer einzigen stärkeren Fas6rmatte. Dadurch wird eine sandwichartige Bauweise mit der ihr

innewohnenden besonders hohen Festigkeit ausgenutzt. Die einzelnen Fasermatten können dabei von unterschiedlicher

Beschaffenheit sein, um dadurch auch zur Schalldämmung beizutragen. Im übrigen ist es von Vorteil, wenn sich die einzelnen Kreissektorabschnitte 7 an ihren Randabschnitten 3 gegenseitig

überlappen.

Die Halterung eines durchgehenden Schneidbelages 2, insbesondere aber von einzelnen Schneicisegmenteri 3, auf dem Sägeblatt 1 aus Kunststoff kann erfolgen unter Verwendung von Zwischenträgern, dia als U-förmige Halterungen 9 ausgebildet

sind. Derartige U-förmige Halterungen besitzen einen Schenkel 10 sowie einen zweiten Schenkel 11 und einen Mittelsteg 12.

Dadurch ergibt sich eine verhältnismäßig große Haftfläche für die Befestigung einer Halterung 9 auf dem Sägeblatt 1 durch Kleben mit Kleber 13, wie Fig. 6 erkennen läßt. Das diamanthaltige Schneidsegment 14 ist dabei durch eine Lotschicht 15 auf der Außenseite des Mittelsteges 12 aufgelötet. Anstelle eines Verklebens kann die Halterung auch mit dem Sägeblatt 1 verbunden werden durch Schraubenbolzen oder Nieten. Dafür ist entsprechend den Fig. 7 und 8 die U-förrnige Halterung 9 mit einer Bohrung 18 versehen, welche fluchtet mit dem Loch

in einer Buchse 17 oder Hülse, welche boi der Herstellung eines Sägeblattes in diesem mit eingebettet wird.

Schließlich zeigt die Fig. 9 die Möglichkeit, eine Halterung 9 mit etwa schwalbenschwanzförmigen Ausnehmungen 16 zu

versehen, in welche der Kunstharz bei der Herstellung eines Sägeblattes 1 einzudringen vermag, wenndas Sägeblatt 1 gegossenoder gepreßt wird. Durch diese Ausnehmungen wird die Haftfläche erheblich vergrößert. Dabei kann die Halterung 9scheibenförmig sein.

Die Ausführungsform nach Fig. 10 zeigt ein Sägeblatt 1 aus einem faserverstärkten Kunststoff, dessen einzelne Schneidsegmente 14 mit jeweils einer Halterung 9 versehen sind, welche im Querschnitt T-förmig ausgebildet ist. Eine Halterung 9 kann auch mehrere Schneidsegmente tragen. Sie weist einen Mittelsteg 21 auf, der dünner ist als das Sägeblatt 1, so

daß der Mittelsteg bei der Herstellung des Sägeblattes 1 in diesem eingebettet werden kann. Für seinen besseren Halt tragendabei Öffnungen 20 bei, die beim Gießen oder Pressen des Sägeblattes von dem Kunstharz durchdrungen werden.

Anstelle der Öffnungen 20 können für die Verankerung durch Rippen oder andere Vorsprünge wie Kerben oder eine Körnung 22

vorgesehen sein.

Die Halterung 9 und ihr Mittelsteg 21 können als geschlossener Ring ausgebildet sein. Derobere Querbalken derT-förmigon Halterung 9, weicherauf ihrer Außenseite ein odor mehrere Schneidsegmente 14 trägt, ist

breiter ausgebildet als die Stärke des Sägeblattes 1, so daß ein Freischnitt geschaffen wird.

Eine solche Halterung kann ebenfalls aus einem Metall bestehen. Grundsätzlich ist jedoch auch die Möglichkeit gegeben, eine

solche Halterung aus einem Kunstharz zu verwenden und diese mechanisch oder durch chemische Reaktion mit dem Kunstharzdes Sägeblattes 1 zu verbinden.

Die Fig. 11 zeigt in schematischer Darstellung einen Schnitt durch ein Sägeblatt 1 aus Kunststoff mit mehreren Fasergewebematten 23; 24; 25, die sandwichartig angeordnet sind. Von ihnen hat die mittlere Fasergewebematte 24 eine Wabenstruktur zur Erhöhung der Festigkeit bei geringem Gewicht (honeycomb).

Claims

1. Säge, bestehend aus einem Sägeblatt, das auf seinem Außenrand einen ein- oder mehrteiligen Hartmetall- oder diamanthaltigen Schneidebelag trägt, dadurch gekennzeichnet, daß das Sägeblatt (1)aus einem Kunststoff besteht, dermit einem Faserstoff aus Kohle- oder Graphitfasern von einem Volumenanteil von 30 bis 70% verstärkt ist.

2. Säge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenanteil der Kohle- oder Graphitfasern des Sägeblattes 50 bis 60% beträgt.

3. Säge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Faserstoff zusätzlich Glasfasern eingebettet sind.

4. Säge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstoffe in der Form gewebeartiger Matten im Sägeblatt (1) in ein oder mehreren Schichten angeordnet sind.

5. Säge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasermatten in der Form von Kreissektoren ausgebildet sind, die rotationssymmetrisch angeordnet sind und sich an ihren Randabschnitten (8) gegenseitig überlappen.

6. Sägenach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidbelag \2) mit Halterungen (9) versehen ist, die teilweise in dem Kunststoff des Sägeblattes (1) eingebettet sind.

7. Säge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen (9) schwalbenschwanzförmige Ausnehmungen (16) aufweisen.

8. Säge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidbelag (2) in Schneidsegmente (3) unterteilt ist, die mit im Querschnitt U-förmigen Halterungen (9) versehen sind, deren Schenkel (10; 11) und Mittelsteg (12) mit dem Sägeblatt (1) aus Kunststoff verklebt sind.

9. Säge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidbelag (2) in Schneidsegmente (3) unterteilt ist, die mit im Querschnitt U-förmigen Halterungen (9) versehen sind, deren Schenkel (10; 11) mit dem Sägeblatt (1) aus Kunststoff verschraubt oder vernietet sind.

10. Säge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Sägeblatt (1) Buchsen (17) für die Halterungen (9) eingebettet sind.

11. Säge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halterung (9) für einen Schneidbelag (2) im Querschnitt T-förmig ausgebildet ist und mit seinem Mittelsteg im Kunststoff des Sägeblattes (1) eingebettet ist.

12. Säge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der den Schneidbelag (2) tragende Balken derT-förmigen Halterung (9) breiter ist als die Stärke des Sägeblattes (1).

13. Säge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelsteg derT-förmigen Halterung (9) mit Öffnungen (20) oder Rippen oder einer Körnung versehen ist.

14. Säge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelsteg der Halterung (9) ringförmig ausgebildet ist.