-
Die Erfindung betrifft ein Werkzeugblatt nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Werkzeugblätter sind bekannt durch
EP 2 208 576 B1 und werden benutzt als Schaber mit einer Messerschneide, vorzugsweise einseitig geschliffenen Messerschneide oder als Säge mit einer mehr oder weniger feinen Verzahnung, z.B.r einem Wellenschliff.
-
Als Schaber dienen derartige Werkzeugblätter zum Ablösen von Stoffresten, Kleberresten, Mörtelresten, Lackresten oder dergl. von einem möglichst ebenen glatten harten Untergrund. In diesem Falle werden die Scheiben als Kreissegment mit relativ kleinem Zentriwinkel -ca.45°- ausgebildet bei einem Radius von z.B. 45mm.
-
Als Sägen dienen derartige Werkzeugblätter zum Sägen von Werkstoffen wie z.B. Isoliermaterialien, Styropor, gepresste Holzwolle, Glaswolle. Es entsteht in diesem Falle eine Fuge. Als Sägen werden die Werkzeugblätter als Kreissegment mit relativ großem Zentriwinkel -ca.240°- ausgebildet. Das Werkzeugblatt wird für den fortlaufenden Schnitt zunehmend in Anspruch genommen, da es zunehmend in den zu sägenden Stoff eintaucht. Zusätzlich kann das Werkzeugblatt um seine Achse derart gedreht werden, dass der in Anspruch genommene Schnittbereich der Schneide wandert.
-
Für solche Werkzeugblätter gibt es als Werkzeugmaschinen elektrische Handgeräte mit einer Schwingwelle, welche um eine feste Achse oszillierend angetrieben ist. Das Werkzeugblatt ist in einer Normalebene der Schwingwelle, vorzugsweise an deren Ende fest eingespannt. Geeignete Einspanneinrichtungen sind aus der o.g. EP ersichtlich. In der Radialebene -Einspannebene- führt das Werkzeugblatt eine schwingende Teildrehung mit hoher Frequenz von circa 1000 Herz derart aus, dass die Schneide auf dem Umfang des im wesentlichen Kreissegment-förmigen Werkzeugblattes bei einer Amplitude von 3-4 mm in Schneidenrichtung hin- und herbewegt wird.
-
Es stellt sich als Problem bei der Benutzung eines derartiger Werkzeugblattes heraus, dass die abzutragenden Materialien bei der Nutzung als Schaber an dem Werkzeugblatt kleben bleiben, so dass das Drehmoment für den Antrieb des Werkzeugblattes ansteigt und schließlich zur Blockierung bzw. Abschalten der Werkzeugmachine führt und bei der Nutzung als Säge zusätzlich in der Fuge hängen bleiben und den Schnitt behindern.
-
Aufgabe der Erfindung ist es zu vermeiden, dass Reste des zu bearbeitenden Werkstoffes in der Fuge und/ oder an dem Werkzeugblatt hängen und haften bleiben.
-
Die Lösung ergibt sich aus dem Anspruch 1.
-
Das Werkzeugblatt ist eine dünne ebene Metallscheibe In Form eines Kreissegments. Der Zentriwinkel liegt im Bereich zwischen 20° und 270°. Die Scheibe ist dünn, aber hart und vor allem biege- und verwindungssteif, so dass sie ohne Änderung ihrer geometrischen Form die Biege-, Zug- und Druckkräfte aushalten kann, die bei der Benutzung entstehen.. Dieses Werkzeugblatt wird längs der Schneide jedoch mit Abstand zu dieser gelocht. Es handelt sich nicht um eine Sieblochung oder ähnlich dichte Lochung. Vielmehr wird das Werkzeugblatt von einigen Löcher n durchstoßen. Die Löcher haben eine Weite von einigen, vorzugsweise mehr als 2 mm. Die Löcher sind bevorzug kreisrund, dh. Kreiszylindrisch. Die Weite der Löcher ist also ihr Durchmesser. Da die Löcher vorzugsweise durch Stanzen in das Werkzeugblatt eingebracht werden, ist die Form nicht entscheidend. Es kann sich auch um bevorzugt gleichseitige Vielecke handeln. Möglich sind aber auch LangLöcher, die sich über eine Länge, die ein Mehrfaches ihrer Breite beträgt, längs der Schneide erstrecken. Wichtig ist, dass das Werkzeugblatt durch die Lochung nicht wesentlich geschwächt wird. Daher sind die Weite (W) der Löcher und -senkrecht zur Schneiden-Richtung- der Abstand (A) der Lochränder von der Schneide und -parallel zur Schneiden-Richtung- ihr Abstand (B) der Lochränder von einander so in Abhängigkeit von einander dimensioniert, dass kein wesentlicher Verlust der Biege- und Verwindungssteifigkeit des Werkzeugblattes eintritt, der Erfindungszweck jedoch optimal erreicht wird.
-
Die Weiterbildung nach Anspruch 2 sieht vor, dass die Löcher in einer äußeren Lochreihe auf einem gemeinsamen Radius (R1) zu dem Kreissegment-Mittelpunkt in gleichem Teilungswinkel (T) zum Kreissegment-Mittelpunkt angeordnet sind. Diese Ausführung kommt dem Bestreben entgegen, die Stabilität des Werkzeugblattes zu erhalten, da die dafür maßgebenden Parameter, nämlich Weite (W) der Löcher, Abstand (A) der Lochränder von der Schneide, und Abstand der Lochränder von einander -d.h.: in der Lochreihe und von einer Lochreihe zur nächsten- überschaubar und in klarer Abhängigkeit von einander dimensioniert werden können.
-
Bevorzugt ist dabei, dass der Abstand (A) der Lochreihe von der Schneide im Bereich zwischen 5% und 15% des Radius (R) der Schneide und die größte Weite (WL1) der Löcher das 1 fache bis 2fache des Abstands (A) beträgt. Der Teilungswinkel hängt selbstverständlich von der Anzahl der Löcher ab. Wichtig ist, dass auch der Abstand der Lochränder von einander, also auf dem Teilkreis nicht kleiner als der Abstand (A) der Lochränder von der Schneide ist bzw. der Dimensionierungsregel des Abstands (A) entspricht.
-
Im folgenden werden zwei ausgeführte Beispiele der Erfindung beschrieben und in den 1, 2 und 3 gezeigt.
- 1: Aufsicht auf einen Schaber als Werkzeugblatt
- 2: Aufsicht auf eine Säge als Werkzeugblatt
- 3: Schnitt durch das Werkzeugblatt nach 1 und 2. 3 trifft auf 1 und 2 und beide Beispiele zu.
-
Für funktionsgleiche Teile werden identische Bezugszeichen verwandt. Die Beschreibung von 1 und 3 gilt auch für das Beispiel nach 2 -und umgekehrt-, sofern nicht auf Abweichungen ausdrücklich hingewiesen wird.
-
Das dargestellte Werkzeugblatt
1 ist eine ebene dünne Scheibe von geringer Dicke (z.B. 0,5 bis wenige Millimeter) aus einem Werkzeugstahl. Die Dicke ist in
3 im Vergleich zu den übrigen Dimensionen zur klaren Darstellung übertrieben dargestellt. Die Umfangskontur ist ein Kreissegment mit dem Kreismittelpunkt
2. Im Bereich des Mittelpunktes ist die Scheibe aus ihrer Ebene ausgebeult. Der dadurch gebildete Vorsprung besitzt ein kreiszylindrisches Loch
3 mit seitlichen Ausnehmungen zum Einspannen des Werkzeugblattes auf der oszillierend angetriebenen Achse einer Werkzeugmaschine, beide hier nicht gezeigt. Insoweit wird auf die z.B.
EP2 208 576B1 verwiesen.
-
Das Werkzeugblatt nach 1 dient als Schaber. Der Zentriwinkel im Mittelpunkt 2, über welchen sich der Kreissegment-Bogen 4 mit dem Radius R erstreckt, beträgt ca. 60°. Dieser Kreissegment-Bogen ist als einseitige Messerschneide geschliffen, wie 3 zeigt. Wenn das Werkzeugblatt mit hoher Frequenz von circa 1000 Herz und einer Amplitude der Messerschneide bzw. des Kreissegment-Bogen von 3-4 mm in Schneiden-Richtung des Pfeils 5 um die feste Achse bz.w. das Loch 3 oszilliert, in welchem das Werkzeugblatt in einer Radialebene aufgespannt ist, kann man damit ebene Flächen glatt schaben, d.h. von an der Ebene haftenden Verunreinigungen befreien. Dieses Werkzeugblatt ist daher geeignet zur Entfernung von Kleber-Resten von einem Fußboden, von Spachtel- oder Mörtelresten von einem Fußboden-Estrich usw.
-
Dabei besteht aber das Problem, dass derartige Reste dazu neigen, auf den Seitenflächen des Werkzeugblattes zu haften. Das führt zu Schwierigkeiten bei der Handhabung der Werkzeugmaschine, zu einem unsauberen Arbeitsergebnis, zu erhöhtem Leistungsbedarf der Werkzeugmaschine und schließlich auch zu Stillstand der Werkzeugmaschine.
-
Dieses Problem wird behoben durch Löcher, die das Werkzeugblatt senkrecht zur Oberfläche durchdringen. Diese Löcher sind hier kreiszylindrisch dargestellt. Da sie in den harten Werkzeugstahl vorzugsweise durch Stanzen eingebracht werden, können sie jedoch auch als beliebiges Vieleck ausgebildet sein. Es kann sich aber auch um längliche Löcher handeln, die auf einem Radius zu dem Mittelpunkt 2 eingestanzt sind.
-
Für die Dimensionierung und Anordnung der Löcher gelten insbesondere folgende Maßgaben:
-
Die Löcher sind über den in Anspruch genommenen Arbeitsbereich des Werkzeugblattes, der mit dem zu bearbeitenden Werkstoff in Berührung kommt, entsprechend der Intensität der Berührung gleichmäßig verteilt und dimensioniert.
-
Die Festigkeit und Biegesteifigkeit des Werkzeugblattes darf durch die Größe und Dichte der Löcher nicht beeinträchtigt werden.
-
Die Löcher müssen ein so großes Volumen haben, dass sie überhaupt zur Aufnahme der Reste, Klebstoffe, Spachtelmasse, Mörtelmasse in der Lage sind. Deshalb scheiden siebartig feine Lochungen aus. Die Löcher müssen andererseits ein so großes Volumen haben, dass die Standzeiten zwischen den erforderlichen Reinigungen ausreichend lang für ein komfortables und rentables Arbeiten sind. Andererseits können die Löcher auch unterschiedliche Weite haben, wobei nahe der Schneide gelegene Löcher, die einem höheren Anfall von Resten ausgesetzt sind, ein größeres Volumen haben als weiter von der Schneide entfernte Löcher. Die Fertigung des Werkzeugblattes erfolgt automatisch, so dass zumindest eine symmetrische Verteilung der Löcher gefordert ist; vorzugsweise werden die Löcher auf einem Kreisbogen zum Mittelpunkt 2, also parallel zu dem Kreissegment-Bogen angeordnet werden.
-
Nach diesen Regeln sind in dem Schaber nach 1 parallel zu dem Kreissegment-Bogen 4 mit der Schneide zwei Reihen von Löchern angeordnet. Die Äußeren Löcher auf dem größeren Kreisbogen 7.1 haben eine größere Weite Wg und damit größeres Volumen als die auf dem inneren Kreisbogen 7.2 gelegenen Löcher. Der Abstand A der Löcher von dem Kreissegment-Bogen 4 bzw. der Schneide und der Abstand der Löcher auf dem Kreisboden entspricht bevorzugt und im wesentlichen den weiter unten angegebenen Dimensionierungsregeln. Das bedeutet, dass der Abstand der Mittelpunkte benachbarter Löcher auf demselben Kreisbogen etwa dem Doppelten der Weite entspricht.
-
Der Abstand der beiden Kreisbögen 7.1 zu 7.2, auf denen Löcher angeordnet sind, entspricht in etwa derselben Dimensionierungsregel, so dass dieser Abstand der Summe der Weiten eines kleinen und eines großen Loches entspricht. Vorzugsweise beträgt der Abstand (B) der Löcher der äußeren und der inneren Lochreihe 1 bis 2 mal dem Abstand A der äußeren Löcher von der Schneide. Die größte Weite (Wk) der kleineren Löcher der inneren Lochreihe ist im Verhältnis der Radien der Lochreihen kleiner als die größte Weite (Wg) der Löcher der äußeren Lochreihe, dh.: Wk= Wg*(R2/R1). Auch hat die innere Lochreihe auf dem kleineren Radius (Rk) einen etwas kleineren Teilungswinkel wie die äußere Lochreihe, so dass die Löcher außen und innen etwas gegen einander versetzt sind.
-
Das ausgeführte Beispiele der Erfindung nach 2 dient als Sägeblatt. Der Zentriwinkel im Mittelpunkt 2, über welchen sich der Kreissegment-Bogen 4 mit dem Radius R erstreckt, beträgt ca. 240°. Dieser Kreissegment-Bogen ist als einseitige kleine Verzahnung geschliffe, zB. mit -in der Zeichnung nicht sichtbarem Wellenschliff mit kleiner Wellenamplitude. Wenn dieses Werkzeugblatt mit hoher Frequenz von circa 1000 Herz und einer Amplitude der Sägeschneide bzw. des Kreissegment-Bogen von 3-4 mm in Schneidenrichtung des Pfeils 5 um die feste Achse bz.w. das Loch 3 in seiner Radialebene oszilliert, kann man damit bestimmte o.a. Materialien zersägen oder mit einer Sägenut bestimmter Tiefe versehen.
-
Dabei besteht nicht nur das Problem, dass die „Sägespäne“ dazu neigen, auf den Seitenflächen des Werkzeugblattes zu haften, sondern auch in der Sägefuge hängen zu bleiben und das Werkzeugblatt -sozusagen- festzukeilen Umso größer ist bei der Handhabung der Werkzeugmaschine die Gefahr des Stillstands der Werkzeugmaschine.
-
Auch dieses Problem wird behoben durch Löcher, die das Werkzeugblatt senkrecht zur Oberfläche durchdringen.
-
Für die Dimensionierung und Anordnung dieser Löcher gelten die o.g. Maßgaben mit der Besonderheit, dass das Werkzeugblatt in der Fläche größer und daher gegen eine Schwächung empfindlicher ist, wobei auch die Verwendung als Sägeblatt eine besondere Steifigkeit erfordert, damit das Werkzeugblatt nicht in der Fuge klemmt. Auch in dem Sägeblatt nach 2 sind parallel zu dem Kreissegment-Bogen 4 mit der Sägeschneide zwei Reihen von Löchern nach diesen Regeln angeordnet. Hier hat die innere Lochreihe auf dem kleineren Radius (Rk) denselben Teilungswinkel wie die äußere Lochreihe, so dass die Löcher außen und innen auf demselben Radialstrahl liegen können. Die Löcher der äußeren und inneren Lochreihe können aber auch relativ zu den Radial-Strahlen versetzt oder sogar auf Lücke gesetzt sein - so bei dem aus einem kleinen Scheibensegment bestehenden Schaber nach 1. Das Werkzeugblatt mit diesem großen Zentriwinkel kann im Verlauf des Sägefortschritts durch Drehen der Werkzugmaschine um die oszillierende Achse langsam gedreht werden, so daß der Arbeitsbereich sich verlagert. Der gesamte daraus sich ergebende Arbeitsbereich sowohl in Richtung der Schnitttiefe als auch in Richtung der Schnittbreite ist mit Löchern in gleichmäßiger Verteilung bedeckt, so daß entsprechend der Berührintensität des Werkzeugblattes mit dem Werkstoff die anfallende Menge von Sägespänen von den Löchern aufgenommen und abtransportiert werden.
-
Der Vorteil dieser Lochung besteht darin, dass die abgetragenen Materialreste, insbesondere wenn diese klebrig, plastisch oder zähflüssig sind, nicht an dem Blatt kleben bleiben sondern in den Löcher n gesammelt und abtransportiert werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Scheibe eine geringere Masse hat und das Trägheitsmoment für die Antriebsleistung wesentliche verringert wird, wichtig bei der hochfrequenten Schwingung. Bei der Ausführung als Säge besteht ein weiterer Vorteil darin, dass die Material-Reste aus der Fuge entfernt werden. Ferner werden die Reibungsverhältnisse in der Fuge verbessert. Dazu tragen die verminderte Wärmeentwicklung und der verbesserte Wärmefluß an dem Werkzeug bei. Der Wärmefluß zum Werkstück wird durch die Lochung und die Anordnung der Löcher beeinflußt und unterbrochen. Die geringere Erwärmungen des Werkzeugs und des Werkstücks verhindert bzw. vermindert die Erwärmung der abzutragenden Stoffe, welche dadurch weniger zum Kleben neigen. Andererseits vermindert diese geringere Reibung wiederum die Wärmeentwicklung.
-
Bezugszeichenliste
-
| Werkzeugblatt |
1 |
| Kreismittelpunkt |
2 |
| Loch |
3 |
| Kreissegment-Bogen |
4 |
| Pfeil |
5 |
| Große Löcher |
6.1 |
| kleine Löcher |
6.2 |
| äußerer Kreisbogen |
7.1 |
| inneren Kreisbogen |
7.2 |
| A |
Abstand der Löcher der Äußeren Lochreihe von dem Kreissegment-Bogen 4 bzw. der Schneide _entspricht ca. 5%--15% des Radius R des Kreissegment-Bogens 4 (Schneide) |
| B |
Abstand der Löcher von einander (auf demselben und auf benachbarten Kreisbögen-entspricht ca. (1bis2)*A |
| Cg |
Abstand der Mittelpunkte der großen Löcher auf dem äußeren Kreisbogen 7.1-entspricht ca. 1Wg <Cg >2Wg) |
| Ck |
Abstand der Mittelpunkte der kleinen Löcher auf dem inneren Kreisbogen 7.2-entspricht ca. 1 Wk< Ck>2Wk) |
| R |
Radius der Schneide 30- 80mm |
| R1 |
Radius des äußeren Kreisbogens =R1=R-A-1/2x Wg |
| R2 |
Radius des inneren Kreisbogens= R2=R1-B-½ x (Wg+Wk) |
| Wg |
Weite (Durchmesser) der großen Löcher auf dem äußeren Kreisbogen 7.1-entspricht (1 bis 2)*Abstand A der Äußeren Lochreihe zu der Schneide |
| Wk |
Weite, Durchmesser der Löcher auf dem inneren Kreisbogen 7.2 -entspricht Wk=WgxR2/R1 |
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 2208576 B1 [0001, 0013]