DE3509522A1 - Verfahren zum saegen eines profilstahlstabes mit zumindest einem profilflansch - Google Patents
Verfahren zum saegen eines profilstahlstabes mit zumindest einem profilflanschInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zum Sägen
eines Profilstahlstabes mit zumindest einem Profilflansch in einer Sägeanlage mit rotierender Metallsäge, die eine vorgegebene Anzahl von
Sägezähnen aufweist,
wobei der auf einem Tisch oder Rollgang aufliegende Profilstahlstab
im Bereich der Metallsäge mit einem Spannstock gegen eine Festanlage eingespannt wird,
und die Metallsäge mit einer vorgegebenen Umdrehungszahl angetrieben
sowie mit einer vorgegebenen Vorschubgeschwindigkeit in Richtung des auszuführenden Sägeschnittes zugestellt wird, wobei die Umdrehungszahl
und die Anzahl der Sägezähne sowie der Radius der Metallsäge die Schnittgeschwindigkeit bestimmen, wobei fernerhin der Profilflansch
beim Sägen eine erzwungene, elastische Auslenkung erfährt und unter dem Einfluß der dadurch bedingten Rückstellkräfte und Bewegungen
von den Sägezähnen mit von der Anzahl der Sägezähne und der Umdrehungszahl abhängiger Zahnfolgezeit beaufschlagt wird. Die Profilstahlstäbe
können einen U, I, T-Querschnitt oder einen Winkelquerschnitt aufweisen. Insbesondere handelt es sich um Profilstahlstäbe,
wie sie im Stahlbau und im schweren Stahlbau üblich sind. Entsprechend ist auch die Metallsäge ausgelegt. Zahnfolgezeit bezeichnet die
kleine Zeitspanne, nach der bei der arbeitenden Metallsäge aufeinanderfolgende Sägezähne zum Eingriff kommen. Ist η die Umdrehungszahl
der Metallsäge in der Zeiteinheit und bezeichnet χ die Anzahl ihrer Zähne, so ist die Zahnfolgezeit der reziproke Wert des Produktes
aus Umdrehungszahl und Anzahl der Sägezähne, d.h. 1/xn.
Im Rahmen der (aus der Praxis) bekannten gattungsgemäßen Maßnahmen
führt die erzwungene elastische Auslenkung zu einer schwingenden Bewegung des Profilflansches, wobei die Schwingungszeit dieser Schwingung
und die Zahnfolgezeit mehr oder weniger übereinstimmen oder die Zahnfolgezeit sogar größer ist als die Schwingungszeit. Dabei treten
ausgesprochene Resonanzphänomene auf. Schwingungszeit ist der reziproke Wert der Frequenz dieser Schwingung. Untersuchungen, von denen
die Erfindung ausgeht und die nicht zum Stand der Technik gehören, haben ergeben, daß die dadurch resultierenden Beanspruchungen
die Standzeit der Metallsäge beachtlich beeinträchtigen. Außerdem kann nur mit begrenzter, auf die Umdrehungszahl abgestimmter Vorschubgeschwindigkeit
gearbeitet werden, die nicht zu groß gewählt werden darf, so daß im Ergebnis die Leistung der gesamten Sägeanlage beschränkt
ist. Das gilt auch für den Wirkungsgrad, der beispielsweise durch einen Quotienten definiert ist, der die Schneidleistung und die
motorisch aufgewandte Energie zueinander in Relation setzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren
so zu führen, daß bei hoher Standzeit der Metallsäge mit wesentlich
erhöhter Schnittgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit sowie damit mit erhöhter Leistung gearbeitet werden kann, und zwar
bei Verbesserung des vorstehend angegebenen Wirkungsgrades.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Schwingungszeit einer durch die elastische Auslenkung angeregten Schwingung des
Profilflansches ermittelt und die Metallsäge bei ausreichend hoher Vorschubgeschwindigkeit
mit einer solchen Umdrehungszahl angetrieben wird, daß die Zahnfolgezeit klein ist im Vergleich zur Schwingungszeit und der Profilflansch in einer ausgelenkten Stellung durch die
aufeinanderfolgenden Sägezähne ausreichend festgehalten wird. Die Vor-
Schubgeschwindigkeit wird so groß gewählt, daß der Profilflansch nicht
freigeschnitten wird und dadurch zurückfedert. - Es versteht sich, daß wie üblich mit einer Schneidflüssigkeit gearbeitet wird, und zwar mit
einer solchen für hohe Schnittgeschwindigkeiten, die eine gute Benetzung zeigt und eine gute Kühlleistung erbringt. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird bei stahlbauüblichen Profilstahlstäben mit einer
Schnittgeschwindigkeit gearbeitet, die größer ist als 60 m/min, vorzugsweise größer als 100 m/min. Es versteht sich, daß bei hohen Schnittgeschwindigkeiten
vorzugsweise mit hartmetallbestückten Metallsägen gearbeitet wird. Die Vorschubgeschwindigkeit kann dabei z. B. 2,50 m/min
betragen. Sie kann aber auch höher liegen. Wenn im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die arbeitende Metallsäge Flatterschwingungen
zeigt, so sind diese zu unterdrücken. Das gelingt in ausreichendem Maße, wenn nach der Lehre der Erfindung die arbeitende Metallsäge im
Sägebereich und etwa diametral gegenüberliegend durch Klemmeinrichtungen mit jeweils gegeneinander arbeitenden reibungsarmen und im Bedarfsfall
gekühlten Klemmbacken stabilisiert wird. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß beim Sägevorgang die Rückfederung des elastisch
ausgelenkten Profilflansches und die daraus resultierenden Schwingungen unterdrückt werden müssen. Erfindungsgemäß wird die
Metallsäge selbst zur Unterdrückung dieser Rückfederung eingesetzt. Die Umdrehungszahl wird unter Berücksichtigung der Anzahl der Sägezähne
so hoch gewählt, daß der ausgelenkte Profilflansch gleichsam keine Zeit hat, störend weit zurückzufedern. Das meint, daß er nicht über den
vollen Weg der elastischen Auslenkung zurückfedern soll. So ist das Merkmal zu verstehen, daß der Profilflansch in einer ausgelenkten Stellung
festgehalten wird. Wenn er über ein Teilstück des Weges der elastischen Auslenkung zwischen aufeinanderfolgenden Sägezähnen zurückfedert,
so beeinträchtigt dieses die erreichten Vorteile, nämlich erhöhte Schnittgeschwindigkeit und erhöhte Vorschubgeschwindigkeit und damit
erhöhte Leistung, bei hoher Standzeit der Metallsäge, wenig. Das genannte
Teilstück soll jedoch möglichst klein sein, z. B. höchstens die . Hälfte des Weges der elastischen Auslenkung ausmachen, vorzugsweise
jedoch lediglich ein Viertel, ein Zehntel oder weniger dieses Weges. Die Frequenz der aus der elastischen Auslenkung resultierenden Schwingung
und damit die Schwingungszeit lassen sich mit den Hilfsmitteln der modernen technischen Mechanik und elektronischen Schwingungsmessung
leicht ermitteln: Man simuliert z. B. die bei normalem Sägebetrieb auftretende elastische Auslenkung, läßt danach den Profilflansch (ohne
daß Sägearbeit geleistet wird und ohne Anwesenheit der Metallsäge) los sowie frei ausschwingen und mißt die Frequenz. Man kann bei vorgegebener
Geometrie des Profilstahlstabes und vorgegebener Einspannung die Frequenz auch mit modernen mathematischen Hilfsmitteln (Methode
der finiten Elemente) errechnen.
Zur Verwirklichung der Lehre der Erfindung besteht auch die Möglichkeit,
die Umdrehungszahl der Metallsäge nach Maßgabe der festgehaltenen Auslenkung des Profilflansches computergestützt zu steuern. Dazu
werden bei arbeitender Metallsäge die Auslenkung, beispielsweise mittels Laser oder stroboskopisch, gemessen und die Umdrehungszahl so gesteuert
oder geregelt, daß die Auslenkung einem so gegebenen Sollwert entspricht, bei dem störende Schwingungen nicht auftreten.
Es versteht sich, daß die Sägeanlage so eingerichtet wird, daß die erfindungsgemäß
erforderlichen Umdrehungszahlen sowie die erforderliche Vorschubgeschwindigkeit einrichtbar sind. Im übrigen wird mit Metallsägen
gearbeitet, die wie üblich ausgelegt und eingerichtet sind, wenn es sich auch empfiehlt, Vorschneide- und Schneidwinkel nach Maßgabe
der im Einzelfall auftretenden Anforderungen zu optimieren.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert.
Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung einen Querschnitt
durch einen Profilstahlstab mit einem Profilflansch bei einer Sägeoperation .
Bei dem in der Figur dargestellten Profilstahlstab 1 mag es sich um
einen solchen mit Winkelquerschnitt handeln. Er befindet sich in einer Sägeanlage mit rotierender Metallsäge 2, die eine vorgegebene Anzahl
von Sägezähnen 3 aufweist. Der Profilstahlstab 1 liegt auf einem Tisch 4 oder auf einem Rollgang auf. Er ist im Bereich der Metallsäge 2 mit
einem Spannstock gegen eine Festanlage eingespannt. Die Einspannkräfte wurden durch Pfeile 5, 6 angedeutet. Die Metallsäge 3 wird mit einer
vorgegebenen Umdrehungszahl angetrieben. Sie wird außerdem mit einer vorgegebenen Vorschubgeschwindigkeit in Richtung des auszuführenden
Sägeschnittes zugestellt. Die Umdrehungszahl und die Anzahl der Sägezähne 3 sowie der Radius der Metallsäge 2 bestimmen die Schnittgeschwindigkeit.
In der Figur wurde übertrieben durch den Halbbogenpfeil 7 rechts der
strichpunktierten Mittellinie 8 dargestellt, daß der Profilflansch 9 beim Sägen eine erzwungene elastische Auslenkung erfährt. Das ist im Ausführungsbeispiel
die Auslenkung nach rechts hin. Sie resultiert aus den Kräften, die die Sägezähne 3 auf den zu sägenden Profilflansch 9 ausüben.
Der Profilflansch wird so unter dem Einfluß der durch die Auslenkung bedingten Rückstellkräfte und Bewegungen von den Sägezähnen
3 beeinflußt, und zwar mit von der Anzahl der Sägezähne 3 und der Umdrehungszahl abhängiger Zahnfolgezeit. Die Umdrehungszahl und der
Vorschub werden so gewählt, daß der Profilflansch 9 in ausgelenkter
Stellung durch die aufeinanderfolgenden Sägezähne 3 festgehalten wird. In der Figur deutet der doppelt schraffierte Sektor 10 diesen Bereich
an. Der Profilflansch 9 kann also nach links hin nicht beliebig weit zurückfedern. Um dieses Festhalten zu bewirken, wurde die Auslegung
so vorgenommen, daß die Schwingungszeit einer durch die elastische Auslenkung angeregten Schwingung des Profilflansches 9 ermittelt und
die Metallsäge 2 mit einer solchen Umdrehungszahl angetrieben wird, daß die Zahnfolgezeit ausreichend klein ist im Vergleich zur Schwingungszeit.
Die volle Amplitude der Schwingung zeigt der nach links weisende Halbbogenpfeil 11. - Handelt es sich bei dem Profilstahlstab
um ein stahlbauübliches Profil, so wird z. B. mit einer Schnittgeschwindigkeit von mehr als 2,50 m/min gearbeitet. Es versteht sich, daß die
Schnittgeschwindigkeit und die Vorschubgeschwindigkeit variiert werden, wenn der Sägeschnitt den Profilflansch 9 durchtrennt hat und den anschließenden
Profilsteg 12 durchläuft. Der Sägevorgang hat im Ausführungsbeispiel eine beachtliche Gleichlauf komponente, was sich als vorteilhaft
erwiesen hat.
- Leerseite -
Claims (5)
1. Verfahren zum Sägen eines Profilstahlstabes mit zumindest einem Profilflansch
in einer Sägeanlage mit rotierender Metallsäge, die eine vorgegebene Anzahl von Sägezähnen aufweist,
wobei der auf einem Tisch oder Rollgang aufliegende Profilstahlstab
im Bereich der Metallsäge mit einem Spannstock gegen eine Festanlage eingespannt wird,
Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
und die Metallsäge mit einer vorgegebenen Umdrehungszahl angetrieben
sowie mit einer vorgegebenen Vorschubgeschwindigkeit in Richtung des auszuführenden Sägeschnittes zugestellt wird, wobei die Umdrehungszahl
und die Anzahl der Sägezähne sowie der Radius der Metallsäge die Schnittgeschwindigkeit bestimmen, wobei fernerhin der Profilflansch beim
Sägen eine erzwungene, elastische Auslenkung erfährt und unter dem Einfluß der dadurch bedingten Rückstellkräfte und Bewegungen von den
Sägezähnen mit von der Anzahl der Sägezähne und der Umdrehungszahl abhängiger Zahnfolgezeit beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwingungszeit einer durch die elastische Auslenkung angeregten Schwingung des Profilflansches ermittelt
und die Metallsäge bei ausreichend hoher Vorschubgeschwindigkeit mit einer solchen Umdrehungszahl angetrieben wird, daß die Zahnfolgezeit
klein ist im Vergleich zur Schwingungszeit und der Profilflansch in einer ausgelenkten Stellung durch die aufeinanderfolgenden Sägezähne ausreichend
festgehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 in der Ausführungsform für stahlbauübliche
Profilstahlstäbe, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Schnittgeschwindigkeit gearbeitet wird, die größer ist als 60 m/min, vorzugsweise
größer als 100 m/min.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer
Vorschubgeschwindigkeit von etwa 2,5 m/min gearbeitet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die arbeitende Metallsäge im Sägebereich und etwa diametral gegenüberliegend durch Klemmeinrichtungen mit jeweils gegeneinander
arbeitenden, reibungsarmen Klemmbacken stabilisiert wird.
Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umdrehungszahl der Metallsäge nach Maßgabe der festgehaltenen Auslenkung des Profilflansches computergestützt gesteuert
wird.
Priority Applications (2)
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DE19853509522 DE3509522A1 (de) | 1985-03-16 | 1985-03-16 | Verfahren zum saegen eines profilstahlstabes mit zumindest einem profilflansch |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853509522 DE3509522A1 (de) | 1985-03-16 | 1985-03-16 | Verfahren zum saegen eines profilstahlstabes mit zumindest einem profilflansch |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3509522A1 true DE3509522A1 (de) | 1986-09-18 |
Family
ID=6265424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853509522 Withdrawn DE3509522A1 (de) | 1985-03-16 | 1985-03-16 | Verfahren zum saegen eines profilstahlstabes mit zumindest einem profilflansch |
Country Status (2)
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US (1) | US4691601A (de) |
DE (1) | DE3509522A1 (de) |
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