Die Erfindung betrifft eine Sagemaschine mit einer Sägewelle, auf die ein Sägeblatt montiert ist.

Sägemaschinen sind im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise ist aus der DE 10 2004 053 732 B3 eine Rohrsägemaschine bekannt, mit der Abschnitte von einem Rohr abgelängt werden können. Rohrsägemaschinen sind häufig Teil einer integrierten Sägeanlage, in der die Rohre nicht nur abgelängt, sondern auch gewaschen, gefast und anderweitig bearbeitet werden.

Problematisch sind nach wie vor die hohen Präzisionsanforderungen an die abgelängten Rohrabschnitte und die Standzeit der Sägeblätter. So sollten Meta II roh re mit einer Genauigkeit von 0,01 mm abgelängt werden, und diese Genauigkeit sollte mit einer Wahrscheinlichkeit von 99,99 % eingehalten werden.

Als ein besonderes Problem haben sich dabei Torsionsschwingungen herausgestellt, die dadurch zustande kommen, dass die Last, die auf das Sägeblatt wirkt, nicht konstant ist, sondern durch Sägezahneintritt und -austritt in das Material des Rohres periodischen Schwankungen unterworfen ist. Diese führen zu einer unerwünschten Torsionsschwingung der Sägewelle und im Sägeblatt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sägemaschine zur Verfügung zu stellen, die den oben genannten Nachteil verringert.

Die Aufgabe wird durch eine eingangs genannte Sägemaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfüllt. Die erfindungsgemäße Sägemaschine weist eine Sägewelle auf, auf die ein Sägeblatt montiert ist. Erfindungsgemäß ist eine Torsionsschwingungsdämpfung mit einer neben dem Sägeblatt auf der Sägewelle angeordneten Dämpfungsmasse vorgesehen, welche die Sägewelle in einem Querschnitt vollständig umgibt, und die Dämpfungsmasse ist durch einen Spalt von der Sägewelle getrennt, wobei die Dämpfungsmasse ein Spiel auf der Sägewelle aufweist und der Spalt zwischen Dämpfungsmasse und Sägewelle mit einem Fluid gefüllt ist.

Die Dämpfungsmasse umläuft die Sägewelle vorzugsweise entlang eines Abschnitts der Sägewelle in jedem Querschnitt vollständig. Die Dämpfungsmasse ist vorzugsweise in jeder Querschnittsrichtung mit einem Spiel auf die Sägewelle aufgesetzt. Vorzugsweise weist der Spalt eine Breite von 0,01 mm +/- 0,005 mm auf, wodurch das Spiel vorzugsweise die gleiche Zahlengröße annimmt. Es sind aber auch andere Zahlenbereiche denkbar. Dadurch, dass die Dämpfungsmasse mit einem Spiel auf die Sägewelle aufgesteckt ist und der Spalt mit einem vorzugsweise zähflüssigen Fluid gefüllt ist, erzeugt die Dämpfungsmasse eine Dämpfungswirkung auf die Sägewelle, das heißt die Dämpfungsmasse wirkt Änderungen der Winkelgeschwindigkeit der Sägewelle entgegen. Wenn die Sägewelle ihre Winkelgeschwindigkeit etwas vergrößert, läuft die Dämpfungsmasse der Änderung etwas nach und bremst durch das Fluid die Sägewelle. Umgekehrt beschleunigt die vorlaufende Dämpfungsmasse die Sägewelle, wenn die Sägewelle in ihrer Winkelgeschwindigkeit verringert wird.

Vorzugsweise ist das Sägeblatt auf einem Ende der Sägewelle montiert, und zwischen der Dämpfungsmasse und dem Sägeblatt ist ein entlang der Sägewelle rotationsfest mit der Sägewelle verbundenes Antriebszahnrad angeordnet.

Über das Antriebszahnrad werden die Sägewelle und damit auch das Sägeblatt angetrieben. Das Sägeblatt dient zum Ablängen von Profilen oder Ähnlichem, vorzugsweise Metallrohren, Metallprofilen.

In einer günstigen Ausführungsform der Erfindung ist eine Oberfläche der Sägewelle entlang eines Längsabschnitts, in dem die Dämpfungsmasse angeordnet ist, zylindrisch ausgebildet, und eine Innenwandung einer Bohrung der Dämpfungsmasse ist ebenfalls zylindrisch ausgebildet. Das heißt eine Außenwandung der Sägewelle und eine Innenwandung der Dämpfungsmasse sind als zwei konzentrisch zueinander angeordnete Zylinder ausgebildet. Der Spalt wird durch einen umlaufenden Ring gebildet, der mit dem Fluid gefüllt sein kann. Die Dämpfungswirkung kommt in diesem Fall durch eine Newtonsche Reibungskraft zustande. Die Dämpfungsmasse ist vorzugsweise vollständig um die Sägewelle drehbar.

Es sind aber auch andere Querschnittsformen des Spaltes möglich. Vorzugsweise weist die Oberfläche der Sägewelle in einem Längsabschnitt, in dem die Dämpfungsmasse angeordnet ist, ein Profil auf, und eine Innenwandung einer Bohrung der Dämpfungsmasse weist ein korrespondierendes Profil auf. Bei dem Profil kann es sich beispielsweise um ein Mäanderprofil handeln, und bei dem korrespondierenden Profil kann es sich um ein korrespondierendes Mäanderprofil handeln. Dadurch ist die Dämpfungsmasse auf der Sägewelle nicht mehr drehbar angeordnet, jedoch weist sie dennoch in jede Richtung ein Spiel auf. Die Dämpfungswirkung kommt in diesem Fall weniger durch eine Newtonsche Reibungskraft zustande als mehr dadurch, dass das in dem Spalt angeordnete Fluid zwischen den Zahnflanken des Mäanderprofils hin und her fließt und dadurch eine Saug- bzw. Drückwirkung auf die Zähne der Sägewelle erzeugt, die der Änderung der Winkelgeschwindigkeit der Sägewelle entgegengesetzt ist.

Günstigerweise weist die Dämpfungsmasse radiale Bohrungen zur Befüllung des Spaltes mit dem Fluid auf. Die Bohrungen können von außen verschlossen werden.

Die Erfindung wird anhand von zwei Ausführungsbeispielen in vier Figuren beschrieben:

Fig. 1 ein Längsschnitt eines Teils einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dämpfungsmasse einer Sägemaschine

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit einer Winkelgeschwindigkeit von der Zeit mit und ohne Dämpfung

Fig. 3 ein Querschnitt einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dämpfungsmasse

Fig. 4 ein Querschnitt einer zweiten Ausführungsform der Dämpfungsmasse in Betrieb

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Sägemaschine 1 mit einer Sägewelle 2, auf deren einem Ende ein im Querschnitt kreisförmiges Sägeblatt 3 mit einem Sägespanndeckel 4 auf einem Sägelager 5 befestigt ist. Die Sägewelle 2 wird durch ein Antriebszahnrad 6 angetrieben, das drehfest mit der Sägewelle 2 verbunden ist. Der Antrieb des Antriebszahnrades 6 selbst ist nicht dargestellt. Neben dem Antriebszahnrad 6 ist eine Dämpfungsmasse 7 auf der Sägewelle 2 vorgesehen. Die Dämpfungsmasse 7 umschließt die Sägewelle 2 entlang eines Abschnitts im Querschnitt vollständig. Das Antriebszahnrad 6 ist zwischen der Dämpfungsmasse 7 und dem Sägeblatt 3 angeordnet. Zwischen dem Antriebszahnrad 6 und dem Sägelager 5 verläuft ein Gehäuse 8. Die Sägewelle 2 ist in einem Gleitlager 9 im Gehäuse 8 gelagert.

Zwischen der Dämpfungsmasse 7 und der Sägewelle 2 ist ein umlaufender Spalt 11 vorhanden, so dass die Dämpfungsmasse 7 mit einem Spiel, das bei 0,01 mm und +/- 0,005 mm liegt, auf der Sägewelle 2 angeordnet ist. Der Spalt 11 ist mit einem Fluid gefüllt. Bei dem Fluid kann es sich um Öl handeln. Zur Befüllung des Spaltes 11 können durch die Dämpfungsmasse 7 geführte Kanäle vorgesehen sein, die eine Befüllung des Spaltes 11 von außen ermöglichen. Der Spalt 11 ist in einem Querschnitt in der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform senkrecht zu einer Längsrichtung L ringförmig ausgebildet, wenn Sägewelle 2 und Dämpfungsmasse 7 konzentrisch zueinander positioniert sind. Der Spalt 11 ist entlang der gesamten Ausdehnung in Längsrichtung L der Dämpfungsmasse 7 die Sägewelle 2 umlaufend ausgebildet. Die Dämpfungsmasse 7 hat eine hohlzylindrische Form.

Fig. 1 zeigt den Einschnitt des Sägeblattes 3 in ein Werkstück 12, beispielsweise in ein Rohr, das abgelängt werden soll.

Fig. 2 zeigt bei Sägevorgang entstehende, nicht gedämpfte Schwingungen einer Winkelgeschwindigkeit 13 und gedämpfte Schwingungen einer Winkelgeschwindigkeit 14 jeweils um eine konstante Betriebswinkelgeschwindigkeit w0. Das Sägeblatt 2 weist in Betrieb die Betriebswinkelgeschwindigkeit w0 auf. Die Torsionsschwingungen des Sägeblattes 3 sind der Betriebswinkelgeschwindigkeit w0 überlagert. Die Torsionsschwingungen kommen dadurch zustande, dass Zahneingriff und Zahnaustritt wechseln und das Sägeblatt dadurch periodisch geringfügig verlangsamt und beschleunigt wird.

Die gedämpfte Schwingung der Winkelgeschwindigkeit 14 in Fig. 2 zeigt den Effekt der Dämpfungsmasse 7, die bewirkt, dass die Amplituden der Torsionsschwingungen deutlich verringert werden gegenüber der nicht gedämpften Schwingung der Winkelgeschwindigkeit 13. Die Dämpfungsmasse 7 ist in Umfangsrichtung beweglich auf der Sägewelle 2 angeordnet. Zwischen der Dämpfungsmasse 7 und der Sägewelle 2 findet in Fig. 1 eine Newtonsche Reibung gemäß

F _r = A • • (d v : d y) statt, wenn sich die Winkelgeschwindigkeit der Sägewelle 2 vergrößert oder verkleinert. Dabei meint A die Spaltfläche, und q meint die Viskosität des Fluids, in diesem Fall des Öls, und (d v : d y) meint die Geschwindigkeitsänderung in Rotationsrichtung.

Die Trägheit der Dämpfungsmasse 7 führt dazu, dass beim Verringern der Winkelgeschwindigkeit w der Sägewelle 2 die Dämpfungsmasse 7 vorläuft und eine zusätzliche Kraft entgegen der sich verringernden Winkelgeschwindigkeit w erzeugt, während im Fall des Vergrößerns der Winkelgeschwindigkeit w der Sägewelle 2 der genau umgekehrte Effekt eintritt.

Fig. 3 zeigt in einem Querschnitt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Spaltes 11 zwischen der Dämpfungsmasse 7 und der Sägewelle 2. Der Spalt 11 hat in einem Querschnitt eine Mäanderform. Während bei der ersten Ausführungsform eine Newtonsche Reibung zwischen der Dämpfungsmasse 7 und der Sägewelle 2 auftritt, kommt die Dämpfung im Fall der zweiten Ausführungsform dadurch zustande, dass die Dämpfungsmasse 7 durch ihre Trägheit der Winkelgeschwindigkeitsänderung hinterherläuft und die Torsionsschwingungen das Fluid aus Abschnitten des Spalts 11 verdrängen oder ansaugen. Die Querschnittsform in Fig. 3 wird hier als Mäanderform bezeichnet. Es sind auch andere Querschnittsformen denkbar.

Fig. 4 zeigt die Wirkung des Spaltes 11 in Mäanderform im Detail. Die Winkelgeschwindigkeit w der Sägewelle 2 ist veränderlich. Die Winkelgeschwindigkeit w verringert sich bei einem Zahneintritt und vergrößert sich bei einem Zahnaustritt in bzw. aus dem Werkstück 12. Die Änderung der Winkelgeschwindigkeit w der Sägewelle 2 beträgt Aw.

Wenn eine geringfügige Änderung der Winkelgeschwindigkeit Aw auftritt, in diesem Fall werden das Sägeblatt 3 und damit die Sägewelle 2 durch einen Zahneintritt etwas verlangsamt, läuft die Dämpfungsmasse 7 in Rotationsrichtung, in Fig. 4 entgegen dem Uhrzeigersinn, vor und verschiebt sich im Uhrzeigersinn relativ zur Sägewelle 2. Es entstehen Spaltvergrößerungen 16 und Spaltverringerungen 17. Die Spaltvergrößerungen 16 üben eine Saugwirkung auf das Fluid aus, und die Spaltverringerungen 17 verdrängen das Fluid. Dadurch erhält die Sägewelle 2 einen kleinen zusätzlichen Vortrieb, und die Torsionsschwingung wird gedämpft.

Bezugszeichenliste

1 Sagemaschine

2 Sägewelle

3 Sägeblatt

4 Sägespanndeckel

5 Sägelager

6 Antriebszahnrad

7 Dämpfungsmasse

8 Gehäuse

9 Gleitlager

11 Spalt

12 Werkstück

13 ungedämpfte Schwingung der Winkelgeschwindigkeit

14 gedämpfte Schwingung der Winkelgeschwindigkeit

16 Spaltvergrößerung

17 Spaltverringerung

L Längsrichtung w Winkelgeschwindigkeit wO Betriebswinkelgeschwindigkeit

Aw Änderung der Winkelgeschwindigkeit