Dünnschnitt-Kreissägemaschinen zur Herstellung von Hartholz-Deckschichten

Schnittverluste optimieren

Hartholzdeckschichten (Deck-Lamellen) für mehrschichtiges Parkett, z.B. zwei- oder dreischichtige Dielen, wurden früher ausschließlich mit Band- oder Kreissägen aus allseitig gehobelten Kanteln gesägt. In den 90er Jahren kamen zunehmend die sogenannten Dünnschnitt-Gatter zum Einsatz, die einen deutlich reduzierten Schnittverlust gegenüber klassischen Kreissägen vorweisen konnten. Jetzt ist es technisch möglich, mit neu entwickelten Sägeblättern und darauf abgestimmten Anlagen auch bei Kreissägen Schnittbreiten erheblich zu minimieren.

Nachteil der Dünnschnitt-Gatter gegenüber Kreissägen sind die relativ geringen Vorschub-Geschwindigkeiten von im Mittel 0,3 - 0,5 m/min. (je nach Holzbreite und Holzart) gegenüber mindestens 20 m / min. bei Kreissägen. Dies wird zwar durch Mehrfach-Beschickung, z.B. 5 - 8 Kanteln nebeneinander sowie in 2 Ebenen, teilweise wieder ausgeglichen. Insgesamt ergibt ein direkter Leistungsvergleich aber einen Vorteil für die Kreissäge zwischen 400% und 800% (Die Leistung einer Kreissäge entspricht dem Durchsatz von 4 - 8 Gattern). Solange die Schnittbreite der Dünnschnittgatter erheblich unter dem der Kreissägen lag, konnte dieser Leistungsnachteil akzeptiert werden, da die Holzsausnutzung den Mehraufwand rechtfertigte. Robuste Anwendungen fahren heute im Dünnschnittgatter mit Zahnbreiten um 1,1 mm. Bei ausgewählter Holzqualität, reduziertem Vorschub und perfekter Maschinenpflege können auch dünnere Sägen mit bis zu 0,9 mm Zahnbreite eingesetzt werden. In Einzelfällen werden schon Sägen mit 0,7 mm erprobt. Gehobelte Kanteln mit in der Parkettherstellung üblichen Breiten zwischen 65 und 75 mm sowie einer Stärke von ca. 24,7 mm erlauben damit den Einschnitt von z.B. 5 Lamellen mit je 3,8 mm (1,1 mm Säge) bzw. 4,0 mm (0,9 mm Säge) Dicke oder 6 Lamellen mit je 3,0 mm (1,1 mm Säge) bzw. 3,2 mm (0,9 mm Säge) Dicke.

Kreissägeblätter mit 1,2 bis 1,4 mm Schnittbreite

Die kontinuierliche Weiterentwicklung der Kreissägentechnik reduziert inzwischen jedoch Schnittverluste soweit, dass sie keinen Vergleich mehr mit Dünnschnittgattern scheuen müssen. Deutsche, amerikanische und japanische Sägenhersteller bieten heute Dünnschnitt-Kreissägen an, die bei Holzbreiten bis 75 mm mit Schnittverlusten von 1,2 bis 1,4 mm arbeiten. Größere Holzbreiten bis 110 mm werden mit Schnittverlusten um 1,5 mm aufgetrennt, sogar Holzbreiten bis 140 mm können heute wirtschaftlich mit Kreissägen von 1,6 - 1,8 mm Schnittbreite gesägt werden. Für sehr schmale Kanteln bis 75 mm Breite sind bei einzelnen Anwendern sogar Zahnbreiten von nur noch 1,0 mm im realen industriellen Einsatz.

Neben diesen Entwicklungen in der Werkzeugtechnik profitierten die Kreissägen im Vergleich zu Gattern von einem weiteren Aspekt: Die Mehrfach-Beschickung von Dünnschnittgattern erhöht zwar deren Leistung, erfordert aber eine seitliche "Luft" im Durchlaufkanal, um ein Klemmen der Kanteln (z.B. bei gekrümmten Friesen) zu vermeiden. Dieses Spiel muss durch breite Besäumsägen und eine entsprechende Besäumzugabe kompensiert werden. Die meisten Dünnschnittgatter fahren mit Besäumzugaben von je 0,4 mm pro Seite (oder mehr). Im Gegensatz zu Gattern ist eine solch große Besäumzugabe bei Kreissägen nicht nötig. Im Prinzip kann sogar ganz ohne Besäumer gefahren werden, allerdings sind die beiden Außenlamellen jeder Kantel in der Stärken-Toleranz dann stark abhängig von der Trockenqualität. Bereits 0,1 bis 0,2 mm Besäumen je Seite reduziert die Toleranz der Außenlamellen auf das gleiche Niveau wie die der mittleren Lamellen. Damit schmilzt der Schnittbreitenvorteil der Dünnschnitt-Gatter bereits erheblich.

Kreissägeblätter lassen sich mehrmals schärfen

Zusätzlich kommt bei Kreissägen die Möglichkeit des mehrmaligen Nachschärfens hinzu. Aufgrund der mit jedem Schärfen abnehmenden Zahnbreite werden die Lamellen mit geschärften Sägen also nochmals dicker. Dies kann bis zu 0,15 mm ausmachen.

Basierend auf den gleichen Abmessungen der Kanteln mit Breiten zwischen 65 und 75 mm sowie einer Dicke von 24,7 mm werden mit nachgeschärften Kreissägen z.B. 5 Lamellen mit je 3,7 mm (1,4 mm Säge) bzw. 3,9 mm Dicke (1,2 mm Säge) oder 6 Lamellen mit je 2,85 mm (1,4 mm Säge) bzw. gut 3,0 mm (1,2 mm Säge) Dicke geschnitten.

Die Differenzen der Schnittbreiten liegen zwischen Dünschnitt-Gatter und Dünnschnitt-Kreissäge somit für 5 Lamellen bei 0,1 mm und für 6 Lamellen bei 0,15 bis 0,2 mm je Lamelle. Mit geschärften Sägen kann sich der Unterschied bis auf "0" reduzieren.

Anlagentechnik mit kleinsten Toleranzen

Derartig dünne Kreissägeblätter erfordern natürlich auch auf der Maschinenseite entsprechende Maßnahmen, um maximale (und damit rentable) Standzeiten zu erzielen. Insbesondere die präzise Führung der Kanteln in der Maschine verhindert Vibrationen und damit zusätzliche Belastungen für die Sägeblätter. Weiterhin werden dadurch die Dicken-Toleranzen der Lamellen reduziert.

Eine präzise Führung muss auch für die einzelnen Lamellen nach dem Auftrennen sicher gestellt sein, denn durch unkontrollierte Bewegungen können die zwischen den Sägen laufenden Lamellen ihre Lage verändern und damit die Dicken-Toleranz erheblich vergrößern. Andererseits führt eine zu enge Führung der Lamellen zu erhöhtem Druck auf die Sägeblätter und damit zu erhöhtem Brennen (= kürzere Standzeit). Die optimale Auslegung dieser Lamellenführungen (Spaltkeile) ist daher wesentlicher Bestandteil der Technologie von Dünnschnittkreissägen. Prozessparameter wie Vorschub, Drehzahl, etc. sowie der Werkzeugservice sind ebenfalls auf die Erfordernisse der dünnen Kreissägeblätter anzupassen.

In Einzelfällen kann zwar ganz auf derartige Lamellenführung verzichtet werden, allerdings führen höhere Toleranzen dazu, dass dies auf spezielle Anwendungen (z.B. Nassschnitt) beschränkt bleibt.

Kontinuierlicher Vorschub minimiert Brenngefahr

Aufgrund der geringeren Zahnüberstände (0,2 - 0,3 mm je Seite) gegenüber "normalen" Kreissägen (ab ca. 0,4 mm je Seite) und der extrem dünnen Stammblätter sind Dünnschnittsägen prinzipiell anfälliger für Überhitzung und Sägenbrennen. Da bereits geringe Temperatur-Änderungen die Sägenvorspannung wesentlich verändern, ist ein absolut kontinuierlicher Matetrialfluss erforderlich. Schon kurze Unterbrechungen (Vorschub-Stop) führen zu einer schnellen Temperaturerhöhung der Sägen und damit einer Reduktion der Standzeit. Eine gleichmäßig zügige Beschickung der Spaltsäge gehört damit zu den Grundvoraussetzungen für einen wirtschaftlichen Einsatz dünner Kreissägeblätter.

Darüber hinaus sind verschiedene steuerungstechnische Zusatz-Ausstattungen erst bei Dünnschnitt-Kreissägen sinnvoll einsetzbar, da die höheren Kosten der einzelnen Sägeblätter entsprechende zusätzliche Investitionen wirtschaftlich machen. Zur Vermeidung von Sägenbrennen bei laufenden Sägen und stehendem Holz werden die Sägenwellen bei Vorschubstop automatisch ab- und zugeschaltet. Weitere Standzeitverbesserungen können durch den Einsatz von Frequenzumformern erreicht werden. Einerseits erlauben Frequenzumformer eine flexible und optimale Einstellung der Schnittparameter (Spandicke pro Zahn, Schnittgeschwindigkeit und Vorschub), andererseits ermöglichen sie nochmals kürzere Brems- und Anfahrrampen für die Sägenwellen. Insofern ist der Einsatz von Frequenzumformern für die Sägenwellen heute praktisch ein "Muss".

Ausrisse mit Ritzsägen verhindern

Aufgrund der sehr dünnen Sägeblätter und der relativ flachen Austrittswinkel der Schneiden sind die Ausrisse an den Schnittkanten kleiner als bei Gattern oder Bandsägen. Trotzdem ist dieser Effekt je nach Verwendung der Lamellen zu reduzieren. Werden die Lamellen nur zur Herstellung von Einstab- Parkett (Stäbe oder Dielen) verwendet, spielen die Ausrisse praktisch keine Rolle, da durch das spätere Profilieren solche Fehlstellen in der Regel zerspant werden. Sollen die Lamellen allerdings zu Zweistab- oder Dreistab-Decks zusammengesetzt werden und kommen Holzarten mit Splitterneigung (z.B. Eiche, Sapelia, Kempas, etc.) zum Einsatz, sind Maßnahmen zur Reduktion der Ausrisse notwendig.

Ursprünglich für andere Zwecke konzipiert, haben sich Ritzsägen dazu als ein sehr effektives Mittel entwickelt. Mit (gegenüber den Spaltsägen) 0,2 - 0,3 mm dünneren Sägeblättern werden wenige Millimeter tiefe Nuten in die Kanteln vorgesägt. Dadurch reduzieren sich die Schnittkräfte am Sägenaustritt der Spaltsägen und die Ausrisse nehmen deutlich ab. Bei der Herstellung von Lamellen für Schiffsboden-Decks sind Ritzsägen unumgänglich. Für diesen Zweck sind daher vierwellige Maschinen (2 Ritz- und 2 Spaltsägewellen) einzusetzen. Für unkritische Holzarten und Einstab-Decks genügen auch preiswerte zweiwellige Maschinen.

Als Alternative zu Ritzsägen können natürlich, wie bei Gattern oder Bandsägen auch, sogen. Kalibrier- oder Kantenfräsmaschinen eingesetzt werden. Dabei werden die Lamellenpakete direkt aus der Spaltsäge übernommen und seitlich je ca. 0,5 bis max. 2 mm abgefräst. Dadurch können extrem scharfwinklige Kanten an den Lamellen erzielt werden. Allerdings besteht, wie auch bei Gattern, der Nachteil, dass die ursprünglich hohe Genauigkeit des Stirnwinkels negativ beeinflusst wird. Durch die symmetrische Bearbeitung der Lamellen und den Transport auf hochpräzisen Transportketten kann die Geradheit und Parallelität der Seitenkanten u.U. aber sogar noch verbessert werden. Insbesondere dann, wenn zum Hobeln der Friesen nur einfache Kehlmaschinen mit Walzenvorschub eingesetzt wurden.

Die Dicken-Toleranzen von mit Kreissägen erzeugten Lamellen müssen keinen Vergleich zu Lamellen von Dünnschnittgattern scheuen. Bei korrekt abgestimmten Prozess-Parametern und richtiger Auslegung von Spaltkeil bzw. Lamellenführung wird eine Toleranz von +/- 0,1 mm eingehalten, selbst unter ungünstigen Bedingungen werden +/- 0,15 mm nur äußerst selten überschritten.

Insgesamt sind keine wesentlichen technisch-qualitativen Unterschiede zwischen Lamellen aus Dünnschnittgattern und Dünnschnittkreissägen feststellbar. Werden die Investitions- sowie die Unterhalts- und Werkzeugkosten für gleiche Leistung mit einbezogen, können Kreissägen bei Holzbreiten bis 75 mm durchaus als konkurrenzlos wirtschaftlich angesehen werden.

Der Autor: Dr. H.B. Schroeder, Geschäftsführer der Maschinenfabrik Gebr. Schroeder GmbH & Co. KG, Warendorf (www.gebr-schroeder.de) aus Parkett Magazin 03/09 (Bodenbeläge)