DE19855364A1 - Schneidenteil mit profilierten Schneiden zum Trennen und Formatieren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schneidenteil mit auf einem Tragkörper angeordneten Schneiden, die eine oder mehrere profilierte Nebenschneiden aufweisen. DOLLAR A Bei den bekannten Werkzeugen zum Erzeugen von glatten Schnittflächen werden die Schneidenteile mit nach außen gewölbten Nebenschneiden versehen. Diese Ausgestaltung der Nebenschneidungen führt dazu, daß die Spandicke beim Trennvorgang abnimmt und sich hierdurch die erforderliche Zerspankraft signifikant erhöht. DOLLAR A Um glatte Schnittkanten und einen niedrigen Energiebedarf zu erreichen, sind erfindungsgemäß Schneiden mit einem Vorschneid- und einem qualitätsbildenden Bereich, der zeitverzögert in die Werkstückoberfläche eintritt, vorgesehen.

Description

Beim Trennen und Formatieren von Kunststoffen, Leichtmetallen, Zementfaserplatten, Hölzern und Holzwerkstoffen mit einer Beschichtung oder dgl. werden glatte Schnittflächen und ausrißfreie Schnittkanten gefordert.

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug mit am Umfang angeordneten Schneiden zur trennenden Herstellung von glatten Schnittflächen und ausrißfreien Schneidkanten.

Hierbei wird unterschieden in Trennen, wobei mit einem Kreissägeblatt ein Trennschnitt ausgeführt wird, und in Formatieren, wobei mit einem Zerspaner am Werkstück eine Schnittfläche erzeugt und das abgetrennte Teil derart zerkleinert, daß es mit einer Absaugung entfernt werden kann.

Am Markt sind zwei Zerspanerformen verbreitet, deren Konstruktion im Prinzip identisch ist. Eine Ausführungsform ist der Kompaktzerspaner.

Auf einem Tragkörper sind eine hochzahnige Schneidenreihe, zum Trennen, an die sich eine oder mehrere niedrigzahnige Schneidenreihen, zum Zerkleinern anschließt, angeordnet. Die andere Ausführungsform ist der Sägenzerspaner. Hierbei sind auf dem Tragkörper nur die niedrigzahnigen Schneidenreihen angeordnet. Stirnseitig wird dann ein Schneidenteil mit einer hochzahnigen Schneidenreihe, z. B. in Form eines Kreissägeblattes, angebracht.

Es sind eine Vielzahl von Kreissägeblättem mit unterschiedlichen Gestaltungsformen bekannt. Hierbei kommt der Schneidenform bzw. Schneidenanordnung bezüglich der Schnittflächen- und der Schnittkantengüte eine besondere Bedeutung zu. Entscheidend ist dabei die Art des Auftreffens des Zahnes auf die Werkstückoberfläche.

Bei Kreissägeblättern, insbesondere mit Zähnen mit einer Flachzahngeometrie, deren Umfangsschneide parallel zur Werkzeugmittelachse verlaufen und an der Umfangsschneide die größte Zahnbreite aufweisen, ist das Auftreffen der Umfangsschneiden auf der Werkstückoberfläche mit einem Stanzvorgang zu vergleichen. Durch diesen Stanzvorgang entstehen Abplatzungen und Risse im seitlichen Eintrittsbereich, die nachfolgend beseitigt werden müssen. Um diese Stanzwirkung zu minimieren, wurden daher die Umfangsschneiden mit seitlichen Fasen versehen. Diese seitlichen Fasen sollten dazu führen, daß die Stanzwirkung reduziert wird und sich die Abplatzungen innerhalb der Zahnbreite befinden. Dies ist jedoch nicht im gewünschten Maße eingetreten.

Zur Verbesserung der Schnittkantengüte ist auch bekannt, unterschiedliche Zahnformen aneinander zu reihen. Vorbei der erste Zahn als Räumzahn und der nachfolgende Zahn für die Schnittflächengüte verantwortlich ist. Bekannt ist auch, daß man mehre gleichförmige Zähne zu einer Gruppe zusammenfügt, an die sich eine Gruppe von Zähnen mit einer andern Form anschließt. Diese Art von Kreissägeblättern bezeichnet man als Kreissägeblätter mit Gruppenzahn.

Die DE 35 41 077 A1 beschreibt die Weiterentwicklung der zuvor beschriebenen Kreissägeblätter zum Trennen von Holzwerkstoffen, Acrylglas oder Leichtmetall. Die am Umfang angeordneten Zähne weisen eine sogenannte Flachzahngeometrie auf. Abweichend von den bekannten Zahnformen, die am Umfang ihre größte Breite aufweisen und mit geradlinigen Nebenschneiden versehen sind, die zu einer Verjüngung der Zahnbreite führen, haben die hier beschriebenen Nebenschneiden eine nach außen gewölbte Form. Mit dieser Form soll erreicht werden, daß die Belastung der Umfangsschneide, in den Übergangsbereichen zu den Nebenschneiden, durch die Schnittschläge reduziert und somit Schneidenausbrüche vermieden werden, die die Schnittgüte und Standzeit des Werkzeuges negativ beeinflussen.

Ein Nachteil dieser Lösung ist darin zu sehen, daß diese bogenförmigen Schneidenkonturen nur mit Schleifscheiben mit gleicher Kontur bzw. auf Maschinen mit entsprechender Steuerung hergestellt werden können, somit ist die Nutzbarkeit der Erfindung eingeschränkt.

Die Schrift beschreibt desweiteren die Einsatzmöglichkeit des Kreissägeblattes in einem Sägenzerspaner zur Formatbearbeitung.

Die in der DE 35 41 077 A1 beschriebenen Sachverhalte wurden in der EP 0 691 170 A1 aufgenommen und weitergeführt um besonders plane und ausbruchfreie Schnittflächen zu erzielen.

Nachteilig an dieser Lösung ist jedoch, daß sich die Spandicke während des Schnittvorgangs abnimmt und am Auslauf gegen Null tendiert. Dies bedeutet, daß in diesem Bereich die Schneide nur noch eine schabende und reibende Wirkung hat.

Dieses Schaben erfordert jedoch einen wesentlichen höheren Energiebedarf, wodurch sich die Einsetzbarkeit dieses Kreissägeblattes auf Maschinen mit einer hohen Antriebsleitung oder auf Werkstücke mit geringen Dicken reduziert. Desweiteren ist zu beachten, daß es eine Vielzahl von Werkstoffen gibt, die stark abrasive Partikel beinhalten. Diese abrasiven Partikel wirken sich in der Phase des Schabens besonders negativ aus, da sie die Schneiden schon nach kürzester Zeit verrunden und somit das Werkzeug nicht mehr die Anforderungen erfüllt.

Das G 297 07 665 U1 beschreibt ein Kreissägeblatt zum Sägen von mit Kunststoff beschichteten Hölzern und Metallen.

Die glatte Schnittfläche wird wie in der DE 35 41 077 A1 beschrieben durch einen ziehenden Schnitt erzeugt.

Bei dem Kreissägeblatt handelt es sich um ein sogenanntes Wechselzahn- Kreissägeblatt, mit paarweise hintereinander angeordneten einseitig spitzen Zähnen, wobei der zweite Zahn, die spiegelbildliche Form des ersten Zahnes aufweist. Dadurch, daß nur jeweils die längere Schneidkante, also jede zweite Schneidkante, die Schnittflächengüte erzeugt ist eine entsprechend höhere Zähnezahn erforderlich. Das hier beschriebene Nacharbeiten des Bereiches (L) kann nicht den beschrieben Erfolg bringen, denn hierbei wird vorausgesetzt, daß alle Schneidkanten (17) in einer Ebene liegen. Dies ist in der Regel nicht der Fall, denn der auf der Maschine eingesetzte Spannflansch differiert von dem bei der Herstellung verwendeten Spannflansch. Hierdurch sind andere Spannungsverhältnisse gegeben und somit sind Planlauffehler vorhanden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Trenn- und Formatbearbeitungswerkzeug der eingangs genannten Art zu verbessern, dadurch, daß ein Schneidenteil mit profilierten Schneiden geschaffen wird, die ausrißfreie Schnittkanten und glatte Schnittflächen erzeugen, darüber hinaus sollen die Schneidkanten des Werkzeuges einfach herzustellen sein. Die Schneiden sollen über die volle Kontur schneiden und noch zur Stabilisierung des Schneidenteils während des Schnittes beitragen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen und Details der erfindungsgemäßen Konstruktion in den weiteren Ansprüchen beschrieben sind.

Versuche haben überraschender Weise gezeigt, daß mit einem Schneidenteil, das die in Fig. 1 dargestellte Schneidenkonfiguration aufweist, welche durch die Merkmale der Ansprüche charakterisiert ist, Riefen beim Trennen und Formatieren von Kunststoffen, Leichtmetallen, Zementfaserplatten, Hölzern und Holzwerkstoffen mit einer Beschichtung oder dgl. nahezu vermieden werden können.

Die auf dem Tragkörper (1) aufgebrachten Schneiden (2) bestehen aus einem Vorschneidbereich (3), der primär den Trennschnitt ausführt, hieran schließen sich ein Übergangsbereich (6) und der qualitäterzeugende Bereich (4) an.

Der Übergangsbereich (6) ist derart gestaltet, daß hierdurch die Schneide (2) geführt wird. Dadurch, daß sich zwischen dem Vorschneidbereich (3) und dem qualitäterzeugenden Bereich (4) der Übergangsbereich (6) befindet, wird die durch den Vorschneidbereich (3) erzeugte Spanbildung, unterbrochen. Der qualitäterzeugende Bereich (4) tritt somit zeitverzögert in das Werkstück ein und egalisiert die Schnittfläche.

Der Vorschneidbereich (3) durchtrennt die Werkstückoberfläche und führt den Trennschnitt aus. Der Vorschneidbereich ist in der Fig. 1 in Form eines Trapezzahnes ausgebildet worden. Diese Ausführungsform bietet die Vorteile, daß durch die Trapezflächen (5, 5') zu Beginn die Werkstückoberfläche punktförmig durchtrennt wird und dann durch den Übergangsbereich (6) geführt wird, wodurch die Schnittkräfte gering gehalten werden und keine durch Querkräfte erzeugte Schwingungen auftreten, die die Schnittkante noch beschädigen. An den Vorschneidbereich schließt sich der Übergangsbereich (6) an. Durch die Länge des Übergangsbereichs (6) wird die zeitliche Verzögerung des Eintritts der Hauptschneiden (7, 7') in die Werkstückoberfläche festgelegt. Die Versuche haben gezeigt, daß dieser verzögerte Eintritt der Hauptschneiden (7, 7') dazu führt, daß der Vorschneidbereich (3) die Schneide (2) führt und daß es dadurch beim Eintritt der Hauptschneiden (7, 7') zu geringeren Ausbrüchen im Schnittbereich kommt. An den Übergangsbereich (6) schließt sich der qualitäterzeugende Bereich (4) an. Dieser Bereich hat eine trapezförmige Kontur, wobei die Hauptscheiden (7, 7') unter einem stumpfen Winkel zu den Übergangsschneiden (20, 20') liegen.

Die Hauptschneiden (7, 7') tragen die vorliegenden Kantenbeschädigungen ab und glätten die Schnittfläche.

Desweiteren ist es auch möglich auf einem Schneidenteil hintereinander Schneiden mit unterschiedlichen Schneidenkonfigurationen anzuordnen. In Fig. 2 wird eine Schneide (2') dargestellt, dessen Vorschneidbereich (3') eine sogenannte Dachform aufweist, hieran schließen sich der Übergangsbereich (6') und der qualitäterzeugende Bereich (4') an.

Dadurch, daß sowohl die Schneiden (2, 2') einen qualitäterzeugenden Bereich aufweisen, werden um die gleiche Zerspanleistung zu erbringen hier wesentlich weniger Schneiden benötigt als bei einem Werkzeug mit Gruppenzahn.

Fig. 3 zeigt ein Schneidenteil eines Formatbearbeitungswerkzeuges, in Form eines Sägen-Zerspaners.

Der Sägen-Zerspaner besteht aus dem Zerspanteil (8) an dem stirnseitig das Kreissägeblatt (9) mit der in Fig. 1 dargestellten Schneidenkonfiguration befestigt ist. Denkbar ist jedoch die Schneidenkonfiguration nach Fig. 4 einzusetzen. Im Bereich (18) ist die gejointete Kante erkennbar.

Fig. 4 zeigt einen Kompaktzerspaner.

Der Kompaktzerspaner besteht aus einem Grundkörper (10) an dessen Stimseite die Trennschneiden (11) und umfangsseitig die Räumerschneiden (12) angeordnet sind. Der Vorschneidbereich (3") weist eine trapezförmige Umfangsschneide (13) auf. Auf der dem Grundkörper abgewandten Seite schließt sich an Umfangsschneide (13) der Übergangsbereich (14) an. Auf die in Fig. 1 beschriebene Schneidensymmetrie wurde hier verzichtet, da der dem Grundkörper zugewandte Bereich der Umfangsschneide (13) lediglich zum Trennen des Werkstückes dient und hier keinerlei Anforderungen an die Schnittkantengüte gestellt werden.

Nach der Montage der Werkzeuge auf der Motorenwelle, stellt man in der Regel fest, daß Planlauffehler vorhanden sind. Dieser Planlauffehler wird dadurch beseitigt, daß der qualitätsbildende Bereich (15) an der Schnittkante (17) von Hauptscheide (16) und Freischneide (18) egalisiert, das hier als Jointen bezeichnet, wird.

Sämtliche in den Anmeldeunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich offenbart, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Claims (9)

1. Schneidenteil mit auf einem Tragkörper angeordneten Schneiden, die zum Umfang hin, eine oder mehrere profilierte Nebenschneiden aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (2) sich aus einem Vorschneidbereich (3), der am Umfang liegt, einem Übergangsbereich (6) und einem hieran anschließenden qualitäterzeugenden Bereich (4) bestehen.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschneidbereich (3) eine geringere Breite als der qualitäterzeugende Bereich (4) aufweist und daß der Winkel (α) zwischen den Seitenkanten des Übergangsbereichs (6) und des qualitäterzeugenden Bereichs (4) ein stumpfer Winkel ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschneidbereich (3) eine symmetrische, vieleckige Form aufweist.

4. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der qualitäterzeugende Bereich (4) eine symmetrische, vieleckige Form aufweist.

5. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich (6) nahezu parallel zur Mittelachse (19) verläuft.

6. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich (6) unter einem Winkel zur Mittelachse (19) verläuft.

7. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schneiden die gleiche Form aufweisen.

8. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden aus mehreren Zahngruppen bestehen.

9. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenschneide (17, 18) durch Jointen nachbearbeitet wird.