Dünnere Kreissägeblätter durch Einsatz von

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Dünnere Kreissägeblätter durch Einsatz von Formgedächtnislegierungen
erfolgten nicht mit realen Kreissägeblättern
sondern als Computersimulation mit Hilfe
der Finite-Elemente-Methode (FEM). Als
FEM-Software kam das Programm ANSYS
zum Einsatz. Wenngleich alle bisherigen
Arbeiten des Instituts im Zusammenhang
mit der Optimierung von Kreissägeblättern
theoretischer Natur waren, haben die dabei
gewonnenen Erkenntnisse gleichwohl einen hohen praktischen Nutzen. Zum einen
ist die Finite-Elemente-Methode ein etabliertes und weit verbreitetes Berechnungsverfahren im Ingenieurwesen und zum anderen sind Simulationen das Mittel der
Wahl, um komplexe Systeme mit zahlreichen Randbedingungen in angemessener
Zeit und zu vertretbaren Kosten untersuchen und nach bestimmten Kriterien optimieren zu können. Nachdem das System
Kreissägeblatt in mehreren Simulationsläufen mit verschiedenen Konfigurationen
der FGL-Einsätze umfassend untersucht
worden ist, steht nun die Umsetzung der
gewonnenen Erkenntnisse in die Praxis an.
Dieser Weg soll in Zusammenarbeit mit
Branchenunternehmen, also Herstellern
von Kreissägeblättern, Sägewerksausrüstern etc. beschritten werden. Für die erfindungsgemässe Integration von FGL-Elementen in Kreissägeblätter wurden in den
USA und in Kanada Patente angemeldet.
Die holzverarbeitende Industrie fordert dünne Kreissägeblätter mit hohen Schnittleistungen und
langen Standzeiten. Ein über die bekannten Maßnahmen hinausgehender Weg zu diesem Ziel können
Shape Memory Alloy Inserts sein, die eine deutliche Erhöhung der kritischen Drehzahl ermöglichen.
Problem: Die Breite der Schnittfuge und damit die Menge der Späne beim Kreissägen
wird von der Sägeblattdicke und dem Planlauf des Blattes bestimmt. Um Ressourcen
(Material u. Energie) einzusparen, fordert
die Industrie immer kleinere Schnittbreiten
bei gleich bleibendem Sägeblattdurchmesser. Diese Forderung kollidiert mit physikalischen Gesetzmäßigkeiten. Kreissägeblätter mit ihrem ungünstigen Verhältnis zwischen Durchmesser und Stammblattstärke
haben ein komplexes Schwingungsverhal-
Prinzipskizze eines Sägeblattes mit FGL-Einsätzen
ten, das ihre maximale Drehzahl begrenzt.
Oberhalb dieser kritischen Drehzahl läuft
das Blatt instabil. Die kritische Drehzahl sinkt
mit geringerer Sägeblattdicke und wird zudem durch die beim Sägen induzierten Wärmespannungen reduziert. Qualitätskreissägeblätter werden durch Wärmebehandlung oder Rollwalzen in bestimmten Zonen
des Blattes vorgespannt, um die beim Sägen entstehenden Lastspannungen auszugleichen. Eine weitere, auf Spezialanwendungen begrenzte Möglichkeit ist der Einsatz von Führungen, die Planlauf erzwingen.
Problemlösung: Um über die bekannten Möglichkeiten hinaus auf die kritische Drehzahl
(und damit implizit auch auf die Blattstärke)
einzuwirken, wird der Einsatz von Elementen
aus Formgedächtnislegierungen (FGL) vorgeschlagen. Diese meist aus Nickel und
Titan bestehenden Legierungen können
zwei unterschiedliche Kristallstrukturen,
nämlich “Martensit” (niedere Temperatur)
und “Austenit” (höhere Temperatur) einnehmen. Eine in der Martensitphase erfolgte
Materialverformung wird durch Erwärmen
rückgängig gemacht. Blockiert man diese
Formänderung auf geeignete Weise, dann
ändert sich statt dessen der mechanische
Spannungszustand des Materials. Die beim
Sägen auftretenden Wärmespannungen
im Sägeblatt werden durch die Spannungsänderung der sich ebenfalls erwärmenden,
fest mit dem Sägeblatt verbundenen FGLEinsätze eliminiert. Simulationen zeigen,
dass damit die kritische Drehzahl um 30
bis 50% erhöht werden kann. Der Effekt:
dünnere Sägeblätter oder höhere Sägeleistung oder längere Sägeblattnutzungsdauer.
Kooperationsmöglichkeit: Angeboten werden
Lizenzen für die kommerzielle Auswertung
der neuen Erkenntnisse zur Herstellung und
zum Vertrieb von Kreissägeblättern mit verbesserten Laufeigenschaften durch den
Einsatz von Formgedächtnislegierungen.
Die Art der Lizenz (einfach oder ausschließlich) sowie die geografische Ausdehnung
des Lizenzgebietes und die Lizenzkonditionen sind verhandelbar. Der Lizenzgeber
steht für alle technischen Fragen beratend
bereit und stellt Lizenznehmern sein umfassendes Know-how zur Verfügung.
Herkunft, Entwicklungsstand,Schutzrechte: Die
Überlegung, aus Formgedächtnislegierungen bestehende Elemente in Kreissägeblätter zu integrieren, um deren kritische
Drehzahl zu erhöhen und die Sägeblätter
dünner ausführen zu können, stammt von
einem Wissenschaftler, der im Department
of Mechanical Engineering einer bekannten
kanadischen Universität arbeitet und bereits
eine Reihe industrienaher Entwicklungen
erfolgreich vorangebracht hat. Die von dem
Professor durchgeführten Untersuchungen
Unterlagenbestellung per Telefax an: 0049 (0) 4102 1661
Wir bestellen das beim UNTERLAGENDIENST aufgeführte Dossier (in Englisch) für die
Gebühr von EUR 40,- + 19% Mwst. (eine Rechnung liegt der Lieferung bei)
Titel / Vorname / Name: .............................................................................................................
Funktion: ................................................... Telefondurchwahl: .................................................
UNTERLAGENDIENST: Dossier mit vertie-
fendem Material (inkl. Patentinformationen)
Umfang: 48 Seiten A4 in englischer Sprache.
Anschrift, Telefon und E-Mail des Lizenzgebers sowie Nennung der für die Lizenzvergabe zuständigen Kontaktperson.
Können Sie innerhalb von 30 Tagen nach
Unterlagenerhalt auf dieses Objekt wegen
dessen zwischenzeitlicher Vergabe an Dritte
nicht mehr zugreifen, dann erhalten Sie die
gezahlte Unterlagengebühr von uns zurück.
Absender (Firmenstempel)
Sägewerke, in denen das von der Forstwirtschaft gelieferte Rundholz zu Brettern, Kantholz und Balken geschnitten wird, wandeln
einen beträchtlichen Teil des Holzes in Sägespäne um. Beim Einsatz von Kreissägemaschinen wird dieser Anteil auf ca. 20% geschätzt. Sägespäne und Sägemehl werden
zwar als Rohstoff für Faserplatten verwendet oder zu Heizpellets gepresst, aber das
Ziel besteht gleichwohl darin, die anfallenden Sägenebenprodukte zu minimieren. Je
besser die Holzausnutzung, desto ressourcenschonender u. wirtschaftlicher die Verarbeitung. Kreissägen kommen nicht nur im
Sägewerk, sondern auch beim Tischler und
in der Möbelindustrie zum Einsatz, wo es
zum Teil um sehr teure Hölzer geht.
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sachlichen Kriterien. Mit den Anbietern, die uns zur Verbreitung ihrer Informationen autorisiert haben, bestehen keine Honorarvereinbarungen, daher ist der UNTERLAGENDIENST
gebührenpflichtig. Dipl.-Ing. K. Hübner, Büro für Technologietransfer, Postf. 1124, D-22901 Ahrensburg, 04102/58482, Mail: [email protected] Internet: www.lizenzangebote.de

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