Bandsäge

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Eine Bandsägemaschine, oft und im Folgenden auch nur Bandsäge genannt, ist eine trennende Werkzeugmaschine. Nach der DIN 8580 zählt das Sägen zu den spanenden Fertigungsverfahren mit geometrisch bestimmter Schneide, da die Anzahl und Geometrie der Schneiden bekannt ist. Sägen wird zum Trennen beziehungsweise Ablängen von Halbzeugen verwendet und besitzt für die Metallindustrie eine große Bedeutung. Es gibt Bandsägen in vertikaler und horizontaler Ausführung.

Vertikale Bandsäge KBS 750 DG der Firma Kaltenbach

Allgemeine Beschreibung

Horizontale Bandsägen

Horizontale Bandsägen lassen sich wie folgt beschreiben:

  • Gestell: Das Gestell der Maschine stellt die größte Baugruppe dar. Es vereint den Maschinenfuß, den KSS-Tank, sowie die KSS-Aufbereitung und KSS-Pumpe. Der Maschinenfuß sorgt für den sicheren Stand der Maschine und besitzt meist verstellbare Elemente zum waagerechten Ausrichten. Der KSS-Tank dient zum bevorraten, abkühlen und beruhigen des Kühlschmierstoffes. In der Aufbereitung werden Metallpartikel und andere Verunreinigungen rausgefiltert und die Pumpe stellt die Versorgung der KSS-Düsen sicher. Bei großen Maschinen mit 2-Säulenführung gehören zum Gestell noch zwei Säulen links und rechts vom Sägebereich. Diese sorgen für ein gleichmäßiges Absenken des Sägeaggregates, da eine einseitige Lagerung durch das hohe Drehmoment nicht möglich wäre. Diese Maschinen können bis 800 mm Durchmesser sägen. Bei Anlagen über 800 mm spricht man von Großbandsägemaschinen.
  • Sägeaggregat: Das Sägeaggregat besteht aus einem Elektromotor, welcher über ein Getriebe das Sägeblatt antreibt. Bei oszillierenden Sägen wird ein ungleichmäßig übersetzendes Getriebe verbaut, welches aus der rotatorischen Bewegung eine translatorische Bewegung erzeugt. Dazu gehört dann noch eine Führung, in der der Bügel sicher und gerade läuft. Bei endlosen Sägeblättern übersetzt das Getriebe lediglich mehrere Geschwindigkeiten für verschiedene Materialien und Durchmesser.
  • Absenkung / Vorschub: Die Absenkung sorgt für den passenden Vorschub. Sie ist meist hydraulisch geregelt und kommt in zwei Varianten vor. Bei kleinen Sägen ist es demnach üblich, dass die Vorschubkraft durch das Eigengewicht des Sägeaggregates erfolgt. Es wird lediglich im Rücklauf vom Hydraulikzylinder eine Drossel verbaut mit der die Rückflussmenge geregelt werden kann. Bei großen Sägen wird der Vorschubzylinder über eine Pumpe gesteuert. Die Einstellung erfolgt über Drehregler oder per Eingabepanel.
  • Einspannung : Zum Fixieren des Werkstückes ist an jeder horizontalen Bandsäge eine Spannvorrichtung angebracht. Mit dieser lässt sich verhindern, dass während des Sägens sich das Werkstück bewegen kann und im schlimmsten Fall umher fliegt oder das Sägeband geschädigt wird. Die Einspannung bei alten Maschinen erfolgt oft über eine Spindel, welche von Hand gespannt wird. Moderne Maschinen hingegen spannen das Werkstück hydraulisch oder pneumatisch ein. Das hat den Vorteil, dass das Werkstück immer mit der passenden Kraft vorgespannt wird.
  • Verkleidung : Die Verkleidung übernimmt zwei Funktionen. Zum einen schützt sie das Innere der Maschine vor äußeren Einflüssen, zum anderen ist sie so ausgelegt, dass sie das KSS auffängt. Dieses wird dann meistens über einen Span-Vorabscheider direkt oder über einen Filter in den Tank geleitet. An ihr sind ebenfalls oft die Steuerelemente angebracht.
  • Rollbahn : Um das Stangenmaterial links und rechts vom Schnitt zu halten kommen alle Bandsägen mit Rollbahnen auf den Markt. Diese sind oft im Baukasten-System zu erwerben, damit die Länge der Rollbahn den örtlichen Gegebenheiten angepasst werden können.
  • Drehtisch : Für Gehrungsschnitte lassen sich die meisten Bandsägen über einen Drehtisch bis zu 70° drehen. Ob dabei nur das Sägeaggregat gedreht wird oder der Auflagetisch gleich mit ist je nach Hersteller und Modell unterschiedlich.

Vertikale Bandsägen

  • Gestell : Das Gestell ist grundlegend gleich aufgebaut wie bei horizontalen Maschinen und Besteht aus Fuß, sowie KSS-System. Zwar ist es wesentlich höher, aber lediglich die Verbindung zwischen Gestell und Sägeaggregat ist wirklich unterschiedlich. So ist das Sägeaggregat fest mit dem Gestell verbunden. Oft lassen sich dabei nicht einmal wirklich Linien ziehen, wo das Gestell aufhört und das Aggregat beginnt.
  • Sägeaggregat : Das Sägeaggregat besteht aus zwei Umlenkrollen, einem Motor und einem Getriebe. Wie bereits erwähnt ist das Sägeaggregat fest auf dem Gestell montiert. Es ist nicht beweglich in Bezug auf das Gestell.
  • Sägetisch : Auf dem Sägetisch wird das Material geführt. Bei manchen Maschinen lässt er sich winklig einstellen, allerdings muss das Werkstück dann besonders geführt werden um es vor abrutschen zu sicher.

Arten und Bauformen

Bügelsägemaschine

Die Bügelsägemaschine ist die älteste Bandsäge und mit einem endlichen Sägeblatt ausgestattet, welches namensgebend auf einem Bügel gespannt ist. Die Auslage des Bügels und die Länge des Sägeblattes sind dabei die beiden entscheidenden Faktoren, welche die möglichen Durchmesser und Abmessungen des zu sägenden Halbzeuges oder Werkstückes vorgeben. Durch statische und dynamische Belastungen des Bügels kann dieser allerdings nicht beliebig ausgelegt werden und erfahrt ab einer bestimmten Größe konstruktive Einschränkungen. Die Maschine ist immer horizontal, auch liegend genannt, ausgeführt. Das Sägen wird in einer Hin und Her Bewegung realisiert, was fachlich als oszillierende Bewegung bezeichnet wird. Die rotatorische Bewegung des Motors wird von einem ungleichmäßig übersetzenden Getriebe in eine translatorische umgewandelt. Da die Sägeblätter nur für Sägen auf Druck (Hin-Bewegung) gefertigt sind muss der Bügel auf der Rück-Bewegung angehoben werden zum Schutz des Sägeblattes. Da dieses keine Zähne auf Zug besitzt würde der Bügel über den Zahnrücken drückend das Sägeblatt über das Material schleifen und es würde zu schnell verschleißen. Aufgrund dieses Bewegungsablaufes ist das Zeit-Span-Volumen dieser Maschinen vergleichsweise zu Bandsägen mit endlosen Sägeblatt schlecht. Mit den meisten Maschinen dieser Bauweise lassen lediglich rechtwinklige Schnitte durchführen. Für Gehrungen muss daher noch nachträglich weiter bearbeitet werden. Das Kühlmittel wird meist mit einer Düse direkt auf den Schnitt und das Werkstück aufgetragen.

Siehe auch hier: Sägen mit Sägeblatt

Vertikalbandsägemaschine

Vertikalbandsägemaschinen sind ebenfalls liegende Bandsägen allerdings mit endlosen Sägeblatt. Endlos bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Sägeblatt zu einem Band verlötet oder verschweißt wird und damit eine durchgehende, "endlose" Sägebewegung realisiert werden kann. Das Sägeblatt wird bei diesen Maschinen auf zwei Umlenkrollen gespannt, welche auf einem Rahmen befestigt sind. Eine der Rollen wird über ein Getriebe von einem Elektromotor angetrieben und wird als Antriebsrolle bezeichnet. Die andere ist auf einer Führung befindlich und wird von Hand oder maschinell über eine Spindel vorgespannt. Eine richtige Einstellung der Blattspannung ist für die Qualität des Schnittes und der Langlebigkeit des Sägebandes essentiell. Da das Band zunächst horizontal über die Rollen läuft müssen noch zwei Führungen angebracht werden. Diese drehen das flexible Band um 90° in vertikale Richtung. Diese Führungen bestehen aus einem Arm, an dem zwei gelagerte Rollen angebracht sind. Zwischen den beiden Rollen läuft dann das Band. Die Führungen sollten immer an den Materialdurchmesser angepasst werden für ein optimales Ergebnis des Schnittes. An den Führungen sind zusätzlich meistens noch Bürsten zum Entfernen der an dem Band haftenden Späne und eine Düse zum Auftragen von Kühlmittel.

Bei CNC-gesteuerten Bandsägen spricht man von Sägeautomaten. Diese haben den Vorteil bei hohen Stückzahlen völlig automatisch und so gut wie ohne zuwirken von Menschen Werkstücke und Halbzeuge abzulängen oder zu schlitzen. Dabei werden über ein Bedien-Panel alle nötigen Informationen und Parameter eingestellt. Die Maschine arbeitet anschließend den programmierten Vorgang ab. Nach einem ersten Schnitt bei dem die oft unsauberen, ungeraden Enden abgetrennt werden erfolgt den Längsvorschub für die weiteren Schnitte automatisiert. Dies kann über einen Anschlag erfolgen, welcher über eine Spindel am Ende des Halbzeuges dieses weiter über die Rollbahn schiebt. Diese Variante ist allerdings nicht so genau wie die einer Spannbacke, welche das Halbzeug während der Vorschubbewegung fixiert und damit ein Verrutschen vermeidet. Um die Produktivität bei Großserienfertigung zu maximieren können Sägeautomaten mit Robotersystemen gekoppelt werden, welche die Maschine beschicken, die abgesägten Halbzeuge aus der Maschine entnimmt

Siehe auch hier: Sägen mit endlosen Sägeblättern

Horizontalbandsägemaschine

Horizontalbandsägemaschine sind in der Metallindustrie eher seltener anzutreffen. Sie bestehen aus einem ähnlichen Aufbau wie ihre horizontale Ausführung. Allerdings steht hier das Sägeaggregat fest. Der Vorschub wird durch bewegen des Materiales erzeugt. Für Freikonturen, vor allem Innenkonturen, sind diese Maschinen bedingt für dünne Bleche einsetzbar. In modernen Betrieben kommen heutzutage allerdings eher thermische Trennverfahren dafür zum Einsatz.

Einsatzgebiete

Das Haupteinsatzgebiet von Bandsägen besteht im Ablängen von Stangenmaterial. In fast allen Betrieben der Metallindustrie sind Bandsägen anzutreffen. Da vor allem das Sägen mit horizontalen Bandsägen mit endlosen Band sehr wirtschaftlich und mittlerweile auch sehr genau zu realisieren ist, sind sie für viele Firmen die optimale Lösung. Da sie unverzichtbar ist Stangenmaterial mit einer Standardlänge von 6 m in die benötigten Längen zu trennen, gehört sie zu den wichtigsten Maschinen.

Sicherheitsaspekte

Die Unfallgefahr unterscheidet sich je nach Bauart. In der DIN EN ISO 16093 sind die Anforderungen für das Kaltmetallsägen für einen sicheren Umgang definiert.

Horizontale Bandsägen sehr sicher sind bei richtiger Bedienung. Die Gefahren bei Beachtung der DIN EN ISO 16093 minimal.

Vertikale Bandsägen bieten aufgrund des freiliegenden Sägebands ein höheres Gefahrenpotential. Vor allem bei Nichtbeachtung der DIN EN ISO 16093 können schwere Unfälle die Folge sein. Das Tragen von Handschuhen oder loser Kleidung beispielsweise ist strikt zu unterlassen, da es sich durch die Nähe zum Sägeblatt leicht in diesem Verfangen kann.

Hersteller

Wichtige Hersteller für Bandsägen sind:

  • Kaltenbach GmbH & Co. Kg: Die Firma Kaltenbach ist ein deutsches Traditionsunternehmen mit einer 130-jährigen Firmengeschichte. Mit 22 Niederlassungen und 10 Tochtergesellschaften deckt der Familienbetrieb eine große Bandbreite an Produkten der Metallbearbeitung ab. Die Kaltenbach-Gruppe hat uns freundlicherweise die Fotos für diesen Artikel zur Verfügung gestellt. Dafür bedanken wir uns recht herzlich. Gelangen Sie hier zur Firmenwebsite.

Suchen Sie hier nach weiteren Herstellern und Zulieferern für Bandsägen und Zubehör:

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Forschung

Universität Stuttgart

Die Forschungsgruppe Zerspanungstechnologie des Institutes für Werkzeugmaschinen der Universität Stuttgart hat Forschungen zum Ersatz von metallischen Schneidstoffen durch Keramiken an Sägewerkzeugen durchgeführt. Konzentriert wurde sich dabei auf Sägeblätter zur Metallbearbeitung, zum Beispiel von dem Baustahl S355, Aluminium EN-AW-7075, sowie mit Grauguss GG25 und GGG60. Getestet wurden die Keramiken Oxid- (SN 60), Nichtoxid-(Beta-Si3N4) und Mischkeramik (Alpha/Beta-SiAlON) eingesetzt. Referenzwerte wurden durch den metallischen Schneidstoff MG 12 erzeugt.

Fraunhofer Institut

Das Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) der Fraunhofer Gruppe forscht mit der Universität Stuttgart an den Bereichen Ultraschallsägen, Stammblattauslegung und -optimierung, sowie an Maschinen und dem Zerspanungsprozess an sich. Geforscht wird dabei im Auftrag der Industrie von Seiten der Maschinenherstellern zur Konstruktionsoptimierung und von Seiten der Zerspanungsindustrie zur Findung von optimalen Prozessparametern.

Kompetenzzentrum Sägen Stuttgart

Das Kompetenzzentrum Sägen in Stuttgart gehört zur Fraunhofer-Gruppe und forscht in mehreren Bereichen zu Verbesserungen zum Thema Sägen. Das Sägen ist vergleichsweise zu anderen spanenden Verfahren relativ unerforscht. Daher hat man in Stuttgart ein Kompetenzzentrum errichtet als Anlaufstelle für Unternehmen und Hersteller. Einige konkrete Themen sind:

  • Hochleistungs- und Hochgeschwindigkeitssägen
  • Kühl- und Schmierkonzepte für Sägeprozesse
  • Neuartige Werkzeugkonzepte und Schneidstoffe

Nachweise und Literatur


Weiterführende Informationen auf IndustryArena.com


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