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Bandsäge, insbesondere für kristalline oder kristallähnliche Ma-
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terialien, mit einem um Umlaufrollen umlaufenden endlosen Sägeband
Die Erfindung betrifft eine Bandsäge, insbesondere für kristalline oder kristallähnliche
Materialien, mit einem um Umlaufrollen umlaufenden endlosen Sägeband.
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Bandsägen sind an sich bekannt. Ihre Verwendung für kristalline oder
kristallähnliche Materialien wurde nach Kenntnis des Erfinders jedoch noch nicht
vorgeschlagen.
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Unter "kristallinen oder kristallähnlichen Materialien" sollen insbesondere
Halbleiter wie Silicium und Germanium, Quarz und andere Mineralien, aber auch Glas,
bestimmte Isolierstoffe usw. verstanden werden.
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Der Verwendung von Bandsägen zum Schneiden von kristallinen und kristallähnlichen
Materialien steht jedoch entgegen, daß insbesondere beim Schneiden dünner Halbleiterplättchen,
deren Dicke in der
Größenordnung von 0,3 mm liegt, eine hohe Genauigkeit,
auch was die Ebenheit der Schnittfläche betrifft, gefordert wird. Die Sägeblätter
müssen extrem dünn sein, sind daher empfindlich und neigen zum Flattern. Auch ist
das Band erhöht anfällig gegen Staub und Abrieb.
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Es ist bekannt, Kristalle mit Innenrandsägen zu schneiden. Diese haben
jedoch insbesondere den Nachteil, ~daß ohne wirtschaftlich und technisch nicht zu
vertretenden Aufwand die Innenlöcher nicht hinreichend groß gemacht werden können,
so daß nicht mehrere Kristalle der heute üblichen Größen bis 150 mm Durchmesser
auf einmal geschnitten werden können.
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Es ist auch bekannt, Kristalle mit Gattersägemaschinen zu schneiden.
Damit können mit verhältnismäßig geringem maschinellen Aufwand gleichzeitig mehrere
Werkstücke bearbeitet werden. Mit der in der Deutschen Patentanmeldung P 28 49 190.9-24
des gleichen Anmelders beschriebenen Gattersägemaschine können im Gegensatz zu herkömmlichen
Gattersägemaschinen auch hohe Schnittgeschwindigkeiten von 20 bis 30 m/s erzielt
werden. Bei Gattersägemaschinen besteht jedoch die Gefahr, daß das Ausbrechen einer
geschnittenen Scheibe sämtliche Scheiben zerstört.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Bandsäge so weiterzubilden,
daß sie insbesondere auch zum Schneiden von kristallinen und kristallähnlichen Materialien
geeignet ist und durch Abrieb nicht beeinträchtigt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das sägende
Trum des Sägebandes durch mindestens ein Fluidlager gelagert ist.
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Das sägende bzw. trennende Trum wird im Regelfall das ziehende, also
von der mit laufenden Umlaufvorrichtung zur angetriebenen Umlaufvorrichtung sich
bewegende Trum sein. Es ist aber auch denkbar, daß das löse oder beide Trümer zum
Trennen verwendet werden.
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Unter Fluid wird ein Gas oder eine Flüssigkeit verstanden. Das Fluidlager
ist also insbesondere ein hydrostatisches oder pneumatisches Lager.
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Diese Lösung hat insbesondere den Vorteil, daß das gerade in der Richtung
senkrecht zur Laufrichtung wegen seiner geringen Dicke und vergleichsweise großen
Länge instabile Sägeband stabilisiert wird. Durch die Verwendung eines Fluids geschieht
dies an den Hauptflächen des Sägebandes praktisch berührungsfrei. Somit wird das
Band und das Lager geschont. Durch das Fluid wird ferner Abrieb im Lager verhindert.
Zusätzlich wird Abrieb aus dem Sägevorgang vom Band abgeblasen bzw. -gespült und
somit verhindert, daß Abrieb auf die Flächen, wo Band und Umlaufvorrichtung sich
berühren, gelangt.
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Vorzugsweise ist das mindestens eine Fluidlager in der Nähe des zu
schneidenden Werkstücks, besonders bevorzugt in Laufrichtung des Sägebandes bandabwärts,
angeordnet. Dadurch wird eine besonders gute Stabilisierung im Schnittbereich erzielt.
Die Anordnung bandabwärts hat insbesondere den Vorteil, daß Abrieb aus dem Sägespalt
durch das Fluid zurückgehalten bzw. abgespült oder -geblasen wird und somit seine
Verschleppung zum nachfolgenden Werkstück und/ oder zur Umlaufrolle verhindert wird.
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Bevorzugt ist die Zahl der Fluidlager um mindestens eins höher als
die Zahl der gleichzeitig zu sägenden Werkstücke und sind die Fluidlager so angeordnet,
daß sich zu beiden Seiten jedes Werkstücks mindestens ein Fluidlager befindet.
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Somit befinden sich zwischen je 2 Werkstücken und an der je äußeren,
d.h. zu den Umlaufrollen gerichteten, Seite der äußeren Werkstücke ein Fluidlager.
Dadurch wird insbesondere die Übertragung von Störungen und Abrieb von einem Werkstück
zum nächsten und auf und von den Umlaufrollen vermieden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist im Lager ein Hohlraum, in
den das Fluid eingebracht wird, mit zwei einander gegenüberliegenden, offenen Seiten,
durch die das Sägeband geführt ist, vorgesehen. Dieser Vorschlag hat insbesondere
den Vorteil, daß das Sägeband ungehindert in das Lager ein- und aus diesem austreten
kann und im Lager insbesondere an seinen Flachseiten durch den sich über das Fluid
aufbauenden Gegendruck der Wände des Hohlraums abgestützt wird.
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Vorzugsweise stützt sich das Sägeband mit seiner der Schneidkante
gegenüberliegenden Kante gegen ein im Fluidlager ausgebildetes Widerlager, vorzugsweise
eine verschleißfeste Anlauffläche, ab. Die verschleißfeste Anlauffläche ist bevorzugt
als auswechselbare Hartmetall-Leiste ausgebildet. Sie hat den Vorteil, trotz der
Belastung durch den Druck des Sägevorganges längere Zeit nicht ausgewechselt zu
werden brauchen.
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Bevorzugt ist die sägende Stirnseite des Sägebandes mit einem Schneidstoffbelag,
besonders bevorzugt Diamant oder Borazon, versehen. Dadurch wird die Sägeleistung
erheblich erhöht. Vorzugsweise ist der Schneidstoffbelag über die ganze Sägebandlänge
durchgehend, da dadurch die mechanische Belastung~des Bandes verringert wird.
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Bevorzugt ist im Bereich der Schneidkante des Sägebandes eine dritte
offene, in die beiden gegenüberliegenden offenen Seiten übergehende, Seite am Hohlraum
vorgesehen, so daß das Lager zangenartig ausgebildet ist. Diese zangenartige Ausbildung
ermöglich ggf. den Durchtritt eines Bandteiles durch diese Seite und, wenn dies
gewünscht ist, auch von Fluid, das dabei eventuelle Verunreinigungen mit sich fortführt.
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Besonders bevorzugt ragt das Sägeband mit dem Bereich seiner Schneidkante
an der dritten offenen Seite aus dem Lager heraus.
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Diese Lösung hat den Vorteil, daß im Lager keine besonderen Maßnahmen
zur Führung eines eventuellen verdickten Bereiches der Schneidkante vorgesehen zu
werden brauchen. Insbesondere braucht
bei der Bemessung der seitlichen
Öffnungen des Hohlraums für den Durchtritt des Bandes keine Rücksicht auf die an
der sägenden Stirnseite ggf. größere Dicke genommen zu werden. Außerdem kann das
Sägeband leicht gewechselt werden.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist im Abstand der Breite
des Sägebandes vom hinteren Widerlager im Lager eine Nut zur Aufnahme der Schneidkante
des Sägebandes vorgesehen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß auch bei einer
verdickten Schneidkante das Lager nur an der Antritts- und Austrittsseite für das
Band geöffnet zu werden braucht und eine sichere Führung des Bandes gewährleistet
ist. Die Öffnung des Lagers nur an zwei Seiten hat den Vorteil der erhöhten Stabilität
des Lagers.
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Vorzugsweise sind die offenen Seiten des Hohlraums als schmale, d.
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h. in der Höhe die Dicke des Sägebandes nur wenig übertreffende, Schlitze
ausgebildet. Dies hat insbesondere den Vorteil, daß innerhalb des Hohlraums des
Lagers ein gewisser Druck zur Stabilisierung des Sägebands aufgebaut und gehalten
werden kann und dennoch ein übermäßiger Fluidverbrauch vermieden wird. Zwischen
dem oberen bzw.
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unteren Rand des Schlitzes und der Fläche des Sägebandes verbleibt
vorzugsweise nur ein Spalt, der um eine Größenordnung kleiner ist als die Dicke
des Sägebandes. Somit wird eine sehr sichere und dennoch an den breiten Flächen
berührungsfreie Lagerung erzielt.
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Besonders bevorzugt ist der durch die Schlitze offene Hohlraum im
Innern auf beiden Seiten des Sägebandes senkrecht zur Bandfläche zumindest teilweise
kuppelartig erweitert.
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Unter Bandfläche wird immer die durch Breite und Erstreckung in Bewegungsrichtung
des Bandes definierte Fläche verstanden. Die kuppelartige Erweiterung im Innern,
die die Schlitzöffnungen unberührt läßt, hat insbesondere den Vorteil, daß das Fluid
besser über die Bandfläche im Lager verteilt wird und sich eine für die Stabilität
des Sägebandes günstigere Druckverteilung ergibt.
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In einer bevorzugten Ausbildung sind die Erweiterungen beidseits des
Bandes kissenförmig ausgebildet.
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In einer alternativen bevorzugten Ausbildung sind die Erweiterungen
beidseits des Bandes kugelkalottenförmig ausgebildet.
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In einer weiteren alternativen Weiterbildung sind die Erweiterungen
beidseits des Bandes tonnenförmig ausgebildet, wobei sich die Tonnenlängsachse quer
zur Bandlaufrichtung erstreckt.
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Diese alternativen Ausbildungen der kuppelartigen Erweiterungen des
Hohlraums erlauben eine dem jeweils verwendeten Fluid optimal angepaßte Formgebung
und damit eine optimale Stabilisierung des Sägebandes.
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Besonders bevorzugt befinden sich die Zuführleitungen für das Fluid
beidseits des Sägebands, vorzugsweise im höchsten Punkt. der Erweiterungen.
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Beidseits bedeutet hier: Beidseits senkrecht zu den Bandflächen.
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Dadurch kann das Sägeband von beiden Seiten mit Druck beaufschlagt
werden. Die Anordnung der Zuführleitung, d.h. ihrer Ausfluß- bzw.
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Ausströmöffnungen im höchsten Punkt der kuppelartigen Erweiterungen
stellt insbesondere eine gleichmäßige Druckverteilung im Hohlraum des Lagers sicher.
Die Druckbeaufschlagung der Seiten des Sägebandes wird vorzugsweise nach der Lage
von Band und Lager zur Richtung der Schwerkraft differenziert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Doppellagerr bestehend
aus im wesentlichen gleichen Lagern, die in Laufrichtung des Sägebandes unmittelbar
nebeneinander angeordnet sind, vorgesehen. Dies hat den Vorteil, daß einerseits
die Dimensionierung der Lager nicht geändert werden muß, insbesondere ggf. nur ein
Lagertyp hergestellt zu werden braucht, andererseits aber das Sägeband über eine
noch längere Strecke sicher geführt und somit seine Stabilität erhöht werden kann.
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In einer bevorzugten Weiterbildung geht die Auslaßöffnung des einen
Lagers des Doppellagers für das Sägeband in die Einlaß öffnung des anderen Lagers
über. Dadurch kann zusätzlich Verlust von Fluid vermieden werden. Insbesondere können
das Doppellager oder seine entsprechenden Teile einstückig ausgebildet werden
In
einer bevorzugten Ausführungsform ist im Abstand der Breite des Sägebandes von einem
hinteren Widerlager der Umlaufrollen für das Sägeband in den Umlaufrollen eine Umfangsnut
zur Aufnahme der durch den Schneidstoffbelag gebildeten Verdickung vorgesehen.
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Dadurch wird insbesondere verhindert, daß der durch den Schneidstoffbelag
in der Regel verdickte Bereich des Sägebandes an dessen Stirnkante an den Umlaufrollen
aufliegt und die gleichmäßige Auflage der restlichen Breite des Sägebandes stört.
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In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist die Länge der
Umlaufrollen in ihrer Axialrichtung höchstens gleich der Breite des Sägebandes minus
der Breite des Bereichs des Schneidstoffbelages.
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Dies verhindert ebenfalls, daß der Schneidstoffbelag mit den Umlaufrollen
in Berührung kommt.
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Bevorzugt wird als Fluid das Kühlfluid der Bandsäge verwendet. Dies
ermöglicht insbesondere die Verwendung einer geringeren Anzahl von Leitungen, Reservoiren
und Sammelstellen und somit eine Vereinfachurg der gesamten Anlage.
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Besonders bevorzugt wird als Fluid entsalztes Wasser verwendet.
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Dies hat den Vorteil, daß entsalztes Wasser verhältnismäßig einfach
zu beschaffen und zu handhaben ist und gleichzeitig als Kühlflüssigkeit verwendbar
ist.
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In einer weiteren, bevorzugten anlternativen Ausführungsform wird
als Fluid Druckluft verwendet.
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Druckluft steht in den meisten gewerblich-technischen Betrieben zur
Verfügung und ist ebenfalls einfach und verhältnismäßig gefahrlos zu andhaben.
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Bevorzugt sind kurz vor den Auflauf stellen des Sägebandes auf die
Umlaufrollen Abweiser und/oder Bürsten und/oder Spüldüsen zur Reinigung des Sägebands,
besonders bevorzugt der rollenzugewandten In-
nenseite des Sägebandes,
vorgesehen.
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Dies hat insbesondere den Vorteil, daß der Schutz der Berührungsflächen
der Rollen und Sägebänder vor Verschmutzung und Abrieb, die etwa die Fluidlager
überwunden haben, noch verbessert werden kann. Dadurch wird ein Flattern des Sägebandes
und eine Lockerung seiner Spannung durch Wärmeausdehnung, wobei die Erhitzung des
Sägebandes durch die durch die Verschmutzung des Sägebandes erhöhte Reibung gesteigert
wird, verhindert.
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Vorzugsweise werden Spüldüsen verwendet, wobei zur Speisung der Spüldüsen
das für die Fluidlager verwendete Fluid und/oder die Spülflüssigkeit benutzt werden
kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die äußere Zylindermantelfläche
der Umlaufrollen mit mindestens einer Nut versehen. Diese mindestens eine Nut hat
insbesondere den Vorteil, daß sich in ihr diejenigen Schmutz- und Abriebteilchen
sammeln, die durch die vorhergehenden Reinigungsmaßnahmen noch nicht erfaßt wurden,
und somit den Umlauf des Sägebandes auf den Umlaufrollen nicht stören.
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In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist die mindestens eine
Nut schraubenförmig ausgebildet. Dies hat insbesondere den Vorteil, daß die mechanische
Belastung des Sägebandes durch die Nut geringer wird.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Bandsäge Fig. 2 eine Schnittansicht
der Fig. 1 an der Linie II - II Fig. 3 eine Aufsicht auf die Anordnung gemäß Fig.
2 Fig. 4 einen Schnitt an der Linie IV - IV in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab
Fig.
5 einen Schnitt an der Linie V - V in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab Fig. 6 eine
weitere Ausführungsform eines Fluidlagers gemäß der Erfindung im Schnitt, wobei
das Fluidlager als Doppellager ausgebildet ist Fig. 7 einen Querschnitt durch ein
Sägeband gemäß der Erfindung und Fig. 8 noch eine weitere Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Fluidlagers im Schnitt In Fig. 1 weist eine insgesamt mit 1 bezeichnete
Bandsäge einen gemeinsamen Sockel 3 auf. Auf dem Sockel ist auf einem festen Ständer
5 die erste Umlaufrolle 7 drehbar gehaltert. Parallel zur ersten Umlaufrolle und
in der gleichen Tiefe im Verhältnis zur Zeichenebene ist auf einem beweglichen Ständer
9 in gleicher Höhe über dem gemeinsamen Sockel 3 wie die erste Umlaufrolle 7 eine
zweite Umlaufrolle 11 drehbar gehaltert.
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Mit Hilfe einer Verstellvorrichtung 13, die an dem beweglichen Ständer
9 für die zweite Umlaufrolle angreift, ist dieser, und damit die zweite Umlaufrolle
11 auf einer Führung 15 für den beweglichen Ständer 9 senkrecht zur Drehachse der
beiden Umlaufrollen 7 und 11 zur ersten Umlaufrolle 7 hin oder von dieser weg bewegbar.
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Um die erste Umlaufrolle 7 und die zweite Umlaufrolle 11 zusammen
ist eine Sägeband 17 gelegt. Durch die Verstellvorrichtung für den beweglichen Ständer
9 kann das Sägeband 17 gestrafft, bzw. beispielsweise zum Auswechseln, gelockert
werden. Das Sägeband liegt mit seiner rückwärtigen, vom Betrachter abgewandten und
den Ständern für die Umlaufrolle zugewandten Stirnseite an je einem kreisringförmigen
Widerlager 19 bzw. 21, das mit der ersten Umlaufrolle 7 bzw. der zweiten Umlaufrolle
11 verbunden ist, an. Diese Widerlager sind vorzugsweise ebenso wie die Mantelflächen
der Umlaufrollen
aus einem hochverschleißfesten Material.
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Die erste Umlaufrolle 7 wird durch einen Antriebsmotor 23 in Richtung
des Pfeiles 25, in der Zeichnung also entgegen dem Uhrzeigersinn, angetrieben. Dadurch
wird das obere Trum 27, das im vorliegenden Beispiel zugleich das sägende Trum ist,
zum ziehenden Trum während das untere, rücklaufende Trum 29 zum losen Trum wird.
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Die vordere, mit einer Schneidbeschichtung (vergl. Fig. 7) versehene,
Stirnkante des Sägebands 17 schneidet die vor der Zeichnungsebene der Fig. 1 gelegenen
und nur gestrichelt angedeuteten Kristalle 31, 32 und 33 . Jeweils zwischen zwei
Schnittstellen, also den Stellen an denen das Sägeband 17 die Kristalle 31 - 33
schneidet, und zwischen den jeweils den Umlaufrollen 7 und 11 am nächsten gelegenen
Schnittstellen und diesen Umlaufrollen, sind auf Lagerständern 35, die ihrerseits
auf Sockeln 37 ruhen, insgesamt mit 39 bezeichnete Fluidlager für das obere, sägende
Trum 27 des Sägebandes 17 angeordnet. In Fig. 1 sind auf den Lagern jeweils obere
Zuführungen 41 für das Fluid für die obere Lagerhälfte sichtbar. Die Zuführungsleitungen
sind nicht gezeigt.
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In Fig. 2, die einen Schnitt in Fig. 1 entlang der Linie II ; II in
der in Fig. 1 gezeigten Blickrichtung (von links nach rechts in der Zeichnung) zeigt,
ist zu ersehen, daß das Lager 39 (zur Vereinfachung der Herstellung, Montage und
Wartung) eine obere Hälfte 43 und eine untere Hälfte 45 aufweist. Das eigentliche
Lagerteil 39 überragt den Lagerständer 35 so weit in der Erstreckungsrichtung der
Umlaufrollen, daß es das obere Trum 27 des Sägebandes 17 aufnehmen kann, und das
untere Trum 29 genug Raum hat, ungestört vom Lagerständer 35 unter dem Lager 39
zurückzulaufen.
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Aus Fig. 2 ist auch ersichtlich, daß der Bereich des Schneidbelags
47 am Sägeband 17 sowohl die Umlaufrolle 11 wie die Lagerführung überragt.
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Vor der Bandsäge 1, in Fig. 2 also rechts, ist eine insgesamt mit
2 bezeichnete Kristallhaltevorrichtung angeordnet. Das von der Bandsäge zu schneidende
Werkstück, im Ausführungsbeispiel ein zu schneidender
Kristall
33 sowie die nicht zu sehenden Kristalle 31 und 32, sind durch Klebeverbindungen
51 auf Kristallträgern 53 (jeweils nur einer in Fig. 2 zu sehen) aufgeklebt. Der
Kristallträger besteht aus Glas. Er wird jedes Mal bei einem Schneidgang etwas mit
eingeschnitten, so daß sich die abgetrennten Scheiben des Kristalles ihrerseits
leicht vom Kristallträger trennen lassen.
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Der Kristallträger 53 ist seinerseits sicher an einem Schlitten 55
gehaltert. Der Schlitten 55 ist durch eine Hydraulik 57 auf einem Führungsteil 59
senkrecht zu den Hauptlaufrichtungen der Bandsäge 17 in einer Ebene parallel zu
den Trumen 27 und 29 in Richtung auf das Sägeband 17 und von diesem weg wie durch
den Pfeil 61 angedeutet, verschieblich. Statt der Hydraulik 57 kann beispielsweise
auch ein Schrittmotor verwendet werden. Mit Hilfe des Vorschubs durch die Hydraulik
57 wird der zu schneidene Kristall 33 zu Beginn des Schneidvorganges an das obere
Trum 29 herangeführt und während des Schneidvorgangs für ein immer tieferes Eindringen
der Bandsäge in den Kristall daran angedrückt.
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Das Führungsteil 59 ist seinerseits vorzugsweise wiederum mit Hilfe
eines Schrittmotors senkrecht zur durch den Vorschub 61 des Schlittens 55 und die
Laufrichtung des oberen Trums 27 gebildeten Ebene, im vorliegenden Falle also senkrecht
nach oben, in oder aus einem Grundteil 63 der Kristallhaltevorrichtung 2, das seinerseits
über einen Sockel 65 auf der Bodenfläche, auf der auch der gemeinsame Sockel 3 der
Bandsäge 3 steht, abgestützt ist, verschieblich. Auf diese Weise lassen sich an
den Kristallen 31, 32 und 33 nacheinander mehrere parallele Schnitte durchführen.
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Auf diese Weise kann der Kristall oder das sonst zu trennende Werkstück
in zahlreiche dünne planparallele Platten getrennt werden.
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Aus Fig. 3 ist deutlicher ersichtlich, wie mit Hilfe der Hydraulik
57 die über die Klebeverbindungen 51 an den Kristallträgern 53 befestigten Kristalle
31, 32 und 33 gleichzeitig auf das Sägeband 17 zubewegt werden können und somit
durch dessen Lauf in Richtung der Pfeile 69 gleichzeitig geschnitten werden können.
Es wird somit deutlich, daß die Verwendung einer Bandsäge den Vorteil hoher Schnittgeschwindigkeit
(Bandgeschwindigkeit ca. 30 m/s), gleichzeitiger Bearbeitung mehrerer Werkstücke
auch großer Abmessungen,
eines permanenten Eingriffes des Werkstücks
am Werkstück bei einem im Verhältnisse dazu geringen maschinellen Aufwand mit sich
bringt.
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Die Stellung der Kristalle 31 - 33 gegen Ende des Schnittvorgangs
ist auf dem Sägeband 17 gestrichelt angedeutet.
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Durch die Lager 39, die sich je zwischen zwei zu schneidenden Werkstücken
und zusätzlich noch zwischen den äußeren Werkstücken und den jeweils benachbarten
Umlaufrollen befinden, ist in allen Bereichen eine sichere Bandführung gewährleistet.
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Aufbau und Funktionsweise der Lager werden nachfolgend noch näher
anhand der Fig. 4 und 6 erläutert.
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Fig. 4 zeigt einen Schnitt an der Linie IV - IV in Fig. 2 in vergrößertem
Maßstab, also eine Ansicht der Vorderfläche des Lagers und einen Schnitt durch das
durch das Lager hindurchgehende Sägeband 17. Aus der oberen Hälfte 43 des Lagers
und der unteren Hälfte 45 des Lagers ist jeweils über die ganze Breite, aber nur
über einen Teil der Länge und nur bis zu einer geringen Tiefe das Material entfernt.
Die so gebildeten Vertiefungen sind beim Zusammenfügen der Lagerhälften zum Lager
39 gegeneinandergekehrt, so daß ein nach 3 von 4 Seiten offener Hohlraum in Form
einer tiefen, durchgehenden Nut geringer Nutbreite entsteht. Zusätzlich sind, wie
weiter unten geschildert, noch Vertiefungen in den Wänden der Nut vorgesehen, die
ihre Form im Innern entsprechend abwandeln.
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Jedoch sind die öffnungen dieser Nut nach außen nur schmale Schlitze.
Das Sägeband wird durch die seitlichen Schlitze 71 und 73, die einander in Laufrichtung
des oberen Trums 27 gegenüberliegen, hindurchgeführt. Der durch die beiden Lagerhälften
43 und 45 gebildete nutartige Hohlraum ist wie gesagt auch nach vorne durch den
sich unterbrechungslos an die Seitenschlitze 71 und 73 anschliessenden vorderen
Schlitz 75 offen. Die Tiefe des Hohlraums in rückwärtiger, d.h. dem Schlitz 75 entgegengesetzter,
Richtung ist jedoch so bemessen, daß das Sägeband 17, wenn es bis an die Hinterfläche
(den Boden) der waagrechten Nut geführt wird, mit seiner Breite aus dem vorderen
Schlitz zumindest mit dem mit dem Schneidbelag 47 versehenen Kantenteil des Sägebandes
17 herausragt. Dabei stützt sich die der mit dem Schneidbelag 47 versehenen Stirnseite
entgegengesetzte Stirnseite vorzugsweise auf einer auswechselbaren Hartmetall-Leiste
77, mit der der Boden der Nut versehen ist, ab.
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Dadurch, daß der mit dem Schneidbelag 47 versehene und dadurch verdickte
Kantenbereich des Sägebandes 17 nicht durch die Schlitze 71, 73 oder 75 geführt
wird, können diese der geringeren Dicke der restlichen Breite des Sägebandes angepaßt
werden. Die Dicke eines zum Sägen von Halbleiterkristallen hinreichend dünnen Sägebandes
beträgt beispielsweise 0,2 mm. Die Breite der Spalten 71, 73 und 75 des Lagers ist
so bemessen, daß zu beiden Seiten der Dicke des Sägebandes 17 noch ein Abstand zwischen
10 und 50 ßm verbleibt, so daß die Gesamtbreite des Spaltes im vorliegenden Falle
zwischen 220 und 250 am liegt. Die gewählte Lösung hat einerseits den Vorteil, daß
das der Nut zugeführte Fluid nicht in großem Ausmaß aus dem Lager auslaufen kann,
so daß leichter ein gewisser Druck innerhalb des Lagers aufrecht erhalten werden
kann und der Verlust an Fluid begrenzt ist. Andererseits erlaubt das Fluidlager,
das Sägeband 17 ohne Berührung mit den festen Bestandteilen des Lagers zu führen,
so daß Unebenheiten des Bandes und eventueller Abrieb die Führung nicht verschlechtert.
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Das Fluid wird zu den, durch das in der Mitte der Nut hindurch geführte
Sägeband 17 gebildeten, 2 Hälften der Nut getrennt durch eine erste (in der Anordnung
des gewählten Ausführungsbeispiels obere) Zuführung 41 und durch eine zweite (in
der Anordnung des gewählten Ausführungsbeispiels untere) Zuführleitung 42 zugeführt,
die in nicht gezeigter Weise durch Zwischenzuführleitungen mit einem nicht gezeigten
Reservoir für das Fluid, vorzugsweise die für die Säge verwendete Kühlflüssigkeit,
verbunden sind. Die Kühlflüssigkeit und damit das Fluid ist im gewählten Ausführungsbeispiel
entsalztes Wasser. Das Fluid wird den beiden Hälften der Lagerkammer (Nut) unter
Druck zugeführt, wobei der Druck für die obere und untere Zuführleitung 41 bzw.
42 je so gewählt wird, daß das Band ggf. unter Berücksichtigung der Schwerkraft
im Lager mit seinen Hauptflächen berührungsfrei und nur an der hinteren Stirnseite
gegen die Hartmetall-Leiste 77 abgestützt, geführt wird.
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Zur besseren Verteilung des Fluids und damit zur Ausübung eines gleichmäßigeren
Druckes auf die beiden Seiten des Sägebandes 17 ist die im Lager gebildete nutartige
Lagerkammer im Inneren in einer Richtung senkrecht zur Fläche des Sägebandes 17
nach oben
und unten kuppelartig erweitert. Diese Erweiterung ist
im gezeigten Ausführungsbeispiel kugelkalottenförmig, sie kann aber beispielsweise
auch kissenförmig oder tonnenförmig sein. Wichtig ist hierbei, daß sich der Rand
der gebildeten kuppelförmigen Aushöhlung nicht bis zum Rand des oberen bzw. unteren
Lagerteils erstreckt, so daß die engen Schlitze 71, 73 und 75 als öffnung der Lagerkammer
erhalten bleiben. Die obere Zuführung 41 und die untere Zuführung 42 für das Fluid
sind dann zweckmäßig zur Erzielung einer günstigen und gleichmäßigen Druckverteilung
so angeordnet, daß ihr Eintrittspunkt in die Lagerkammer 79 jeweils im Scheitel
der gebildeten Aushöhlung liegt, wie gezeigt.
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Aus Fig. 5 ist noch deutlicher ersichtlich, daß die Erweiterung der
Nut zur Lagerkammer 79 sich nicht bis zum Rande erstreckt, so daß die engen Eintritts-
bzw. Austrittsschlitze 71 bzw. 73 erhalten bleiben. Die Erstreckung des Lagers in
Laufrichtung des Sägebandes 17, also die Breite des oberen bzw. unteren Lagerteils
43 bzw. 45 beträgt beispielsweise 50 mm. Der Abstand der Scheitelpunkte der in der
Nut gebildeten Aushöhlungen, d.h. der Abstand der Eintrittspunkte der Führungen
41 und 42 für das Fluid beträgt beispielsweise zwischen 2 und 5 mm.
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Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Fluidlagers.
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Dabei besteht das Fluidlager im wesentlichen aus 2 unmittelbar aneinander
grenzenden Lagern der in Fig. 4 und 5 gezeigten Art.
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Durch die größere, beispielsweise 100 mm betragende Längserstrekkung
der Lager in Laufrichtung des Sägebandes 17 wird eine noch sicherere Führung des
Sägebandes erreicht, wobei die Ausbildung mit 2 Lagerkammern 79 und 79', die durch
getrennte, aber durch eine je gemeinsame Zuführleitung gespeiste Zuführleitungen
41 und 41 bzw. 42 und 42' versorgt werden, die Abdichtung und die Stabilisierung
des Druckes im Lager erleichtert.
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Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch ein Sägeband. Das Sägeband 17
weist eine Breite von ca. 120 mm und eine Dicke von ca. 0,2 mm auf. Die Länge des
oberen Trums 27 und des unteren Trums 29 beträgt je 1,5 m, der Durchmesser der Umlaufrollen
beträgt je 0,22 m,
die Gesamtlänge des Sägebandes ca. 3,7 m. Das
Sägeband wird auf den Umlaufrollen durch die Verstellvorrichtung 13 vorgespannt.
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Der von Schneidstoffbelag bedeckte Kantenbereich ist ungefähr 2 mm
breit. Bevorzugt ist der Schneidstoffbelag 47 über die Länge des Sägebandes 17 durchgehend
aufgebracht. Dadurch wird das Sägeband 17 mechanisch gleichmäßiger beansprucht.
Die Schneidkante kann aber auch mit einem periodisch unterbrochenen Schneidstoffbelag
besetzt sein. Durch den Schneidstoffbelag wird das Sägeband in diesem Bereich auf
0,4 mm verdickt. Als Schneidstoffbelag dient beispielsweise Diamant, Borazon usw.
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In Fig. 8 ist noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung im Schnitt
gezeigt. Der Hohlraum 79'' im Lager 39' ist hier als durchgehende Schlitzbohrung
ausgebildet. Dieser-Schlitz kann z.B. ins Lager eingefräst sein. An seinem für die
der Schneidkante gegenüberliegende Kante des Sägebandes vorgesehenen Ende ist wiederum
ein Widerlager 77 aus Hartmetall vorgesehen. Im Abstand der Breite des Sägebandes
vom Widerlager 77 ist der Schlitz 79' 1 kreisförmig zu einer runden Bohrung 80,
die also eine Nut im Lager darstellt, erweitert. Diese Erweiterung dient zur Aufnahme
der durch den Schneidbelag 47 auf dem Sägeband 17 gebildeten Verdickung. Dem Hohlraum
wird das Fluid, das das Sägeband 17 führt, wieder in den beiden durch das Sägeband
gebildeten Hälften durch die Zuführungen 41 bzw.
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42 zugeführt. Die Schlitzbreite im Verhältnis zur Sägebanddicke ist
nicht maßstäblich, auch hier bleibt zwischen Sägeband und den Wänden des Lagers
nur ein ganz geringer Zwischenraum. Auch bei dieser Ausführungsform können aber
Erweiterungen vorgesehen sein, die hier jedoch nicht gezeigt sind. Zur leichteren
Erzeugung dieser Erweiterungen sowie für das Auswechseln des Sägebandes wäre das
Lager 39' dann wieder mindestens zweistückig auszubilden. Die Nut 80 ermöglicht,
auf die Öffnung 75 zu verzichten, was insgesamt zu einer erhohen Stabilität des
Lagers beiträgt.
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Vor der Auflaufstelle des oberen Trums 27 auf die erste Umlaufrolle
7 bzw. des unteren Trums 29 auf die zweite Umlaufrolle 11 sind in unmittelbarer
Nähe der Auflauf stelle Düsen 81 sowohl gegenüber der Innenseite (d.h. der den Umlaufrollen
zugewandten Seite) als auch gegenüber der Haubenseite des Sägebandes 17 vorgesehen.
Aus diesen Düsen kann zu Reinigungszwecken ein Fluid auf die beiden Seiten des
Sägebandes
17 gesprüht werden.Dieses Fluid ist vorzugsweise das auch für die Lager 39 verwendete
Fluid, insbesondere also die Kühlflüssigkeit für die Bandsäge 1. Das Fluid wird
den Düsen 81 über nicht gezeigte Leitungen aus einem nicht gezeigten Reservoir zugeführt.
Neben den und statt der Düsen können auch Bürsten und/ oder Abweiser vorgesehen
sein. Durch diese zusätzliche Reinigung bleibt die Laufgenauigkeit noch besser erhalten.
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Die erfindungsgemäße Anordnung ist nicht auf die in den Fig. 1 bis
3 gezeigte Anordnung im Raum beschränkt. Insbesondere kann die Anordnung so gewählt
werden, daß entweder Fig.1 oder Fig. 2 eine Aufsicht bilden. Im ersten Fall läge
die Umlaufbahn des Bandes in einer horizontalen Ebene. Dies hätte den Vorteil, daß
die Hauptflächen des Bandes vertikal gerichtet wären und somit Abrieb und Fluid
leichter vom Band zu entfernen sind, da ihre Entfernung durch die Schwerkraft unterstützt
wird. Auch ist die Relativbewegung von Bandsäge 1 und Haltevorrichtung 2 zueinander
nicht auf eine Bewegung der Haltevorrichtung beschränkt.
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Verunreinigungen, wie z.B. Abrieb, die etwa trotz des zwischen der
letzten Schnittstelle und der Auflaufstelle des Sägebandes auf die Umlaufrolle angebrachten
Lagers und trotz der Reinigung durch die Düsen oder die anderen angegebenen Mittel
zwischen Sägeband 17 und die Umlaufrollen geraten, werden durch mindestens eine
Nut, deren Ausgang in Fig. 1 auf der Endfläche der ersten Umlaufrolle 7 stark vergrößert
gezeichnet und mit 83 bezeichnet ist, abgeführt. Die mindestens eine Nut wird schraubenförmig
um die Walze geführt, um die mechanische Belastung zu vermindern.
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