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Die Erfindung betrifft ein verschleißfestes Bimetall-Sägeelement sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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Aus dem Stand der Technik ist die Verchromung von Schneidezähnen einer Kettensäge bekannt, um deren Verschleißfestigkeit zu erhöhen. Die Hartverchromung einzelner Schneidezähne ist dabei aufwändig und teuer und die Verchromung selbst hinsichtlich der Umwelt bedenklich. Bei Kettensägen, die für besonders raue Einsätze vorgesehen sind, werden die Schneidezähne mit Hartmetallplatten beispielsweise aus feinkörnigen Wolframkarbiden aufgepanzert. Dies bedingt sowohl durch das Hartmetall als auch dessen Plattierung erhöhte Kosten. Gemeinsam ist der Hartverchromung und der Panzerung mit Hartmetall, dass die einzelnen Schneidezähne separat bearbeitet werden müssen.
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Aus dem Bereich der Band- und Lochsägen ist hingegen bekannt, eine verschleißfeste Sägezahnung unter Verwendung eines Bimetalls herzustellen. Dabei wird beispielsweise ein Hochleistungs-Schnell-Stahldraht (HSS-Draht) auf die Stirnfläche eines Trägerkörpers aufgeschweißt, woraus die Zahnung herausgearbeitet wird. Derartige bimetallische Sägeblätter sind aus der
US 5,091,264 und der
US 5,417,777 bekannt.
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Aus der
DE 2 021 4235 U1 ist ebenfalls ein Bimetallsägeband bekannt, bei dem allerdings zunächst ein als Trägerband fungierendes Stahlband konturiert, austenitisiert und angelassen wird, woraufhin zylindrische Hartmetallkörper an den in der Kontur für die Zähne vorgesehenen Stellen angeschweißt werden und in die gewünschte Schneidspitzenformen geschliffen werden.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es wünschenswert, ein verschleißfestes Sägelement aus Bimetall zu schaffen, dessen Herstellung ohne funktionelle Einbußen vereinfacht wird mit dessen Herstellung eine Kostenreduktion gegenüber dem Stand der Technik erzielt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein verschleißfestes Bimetall-Sägeelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 2 gelöst, während dessen Herstellung durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6 bzw. 8 gelöst wird. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
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Eine erste grundsätzliche Ausführungsform bezieht sich auf ein verschleißfestes Bimetall-Sägeelement, das aus einem Trägerbandelement besteht, an dem ein oder mehrere Sägezähne angeordnet sind. Das Trägerbandelement kann ein ferritisches Stahlband sein, welches zur Senkung der Kosten nicht die Verschleißfestigkeit des Sägebereiches erfordert und damit auch aus preiswerteren Materialien gefertigt sein kann, während ein Metallmaterial, aus dem der Sägezahn zumindest teilweise gebildet wird, eine hochverschleißfeste Legierung ist. Vorzugsweise kann das hochverschleißfeste Metallmaterial ein Hochleistungs-Schnell-Stahl sein. Das Trägerbandelement ist in einen Zahnungsbereich und einen Trägerbereich unterteilt, die sich parallel entlang einer Längsachse des Trägerbandelements erstrecken, mit anderen Worten also an zumindest einer seiner in Sägerichtung sich erstreckenden Seiten angeordnet sind. Die Sägezähne des Sägeelements sind nun vorteilhaft dadurch gebildet, dass auf dem Zahnungsbereich des Trägerbandelements eine Schicht des hochverschleißfesten Materials an dessen Seite aufgebracht durch Schweißen oder Löten fest verbunden ist. Aufgrund dessen, dass das Bimetall-Sägeelement ein Kettensägeglied ist, wird dieses wie beschrieben in einer hochverschleißfesten Form mit einfachen Mitteln realisiert.
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Eine zweite grundsätzliche Ausführungsform betrifft ein von den Basismerkmalen her gleich ausgebildetes verschleißfestes Bimetall-Sägeelement, wobei jedoch auf beiden Seiten des Trägerbandelements das hochverschleißfeste Material aufgebracht ist. Des Weiteren bildet nun das Bimetall-Sägeelement ein Sägeband, das eine Vielzahl von Sägezähnen aufweist, welche aus einer Ebene des Trägerbandelements, insbesondere alternierend auf beide Seiten des Trägerbandelements herausgebogen sind. Das Sägeband weist entlang seiner Längsachse in definierten Abständen alternierend Zahnabschnitte mit zumindest einem Sägezahn und Führungsabschnitte aufweist, wobei die Führungsabschnitte keine Sägezähne aufweisen und um 90° aus der Ebene des Trägerbandelements in einer zahnabgewandten Richtung abgewinkelt sind. Somit sind die Sägezähne krallenförmig eingeklappt, das heißt, dass die Sägezähne aus einer Ebene des Trägerbandelements heraus gebogen sind. Das so ausgeführte Sägeband bildet quasi ein Hobelband, das eine hohe und langzeitbeständige Abtragsleistung aufweist. Dabei können in einer bevorzugten Ausführungsform die Übergänge zwischen den benachbarten Zähnen jeweils einer Seite, um die Kerbwirkung zu verringern, abgerundet sein. Die abgewinkelten bzw. abgeklappten Führungsabschnitte übernehmen in vorteilhafter Weise durch ihre alternierende Anlage die Einfassung des Laufschwerts der Säge.
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Vorteilhaft kann in dieser voranstehenden Ausführungsform das verschleißfeste Material nur in den Zahnabschnitten aufgebracht sein, während die Bereiche zwischen den Zahnabschnitten, insbesondere die Führungsabschnitte nicht mit dieser verschleißfesten Schicht ausgebildet werden. Durch diese Materialeinsparung können die Herstellungskosten gegenüber einem durchgängigen Auftrag des verschleißfesten Materials an der Seite des Trägerbandelements reduziert werden.
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In allen Ausführungsformen kann die Schicht des hochverschleißfesten Materials durch einen Draht oder einen Metallstreifen, vorzugsweise aus einem Hochleistungs-Schnell-Stahl bereitgestellt sein.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur vereinfachten Herstellung des erfindungsgemäßen Bimetall-Sägeelements, das von einem Kettensägeglied gebildet wird. Hierbei wird ein Trägerbandelement bereitgestellt und zumindest eine Schicht aus hochverschleißfestem Material an der in Sägerichtung sich erstreckenden Seite des Trägerbandelements angeordnet, wonach diese Schicht mit dem Trägerbandelement unlösbar verbunden wird. Alsdann werden Sägezähne in den Zahnabschnitten des Trägerbandelements frei geschnitten und gleichzeitig oder im Anschluss daran, vorzugsweise durch Stanzen das zumindest eine Glied aus dem mit der Schicht verbundenen Trägerbandelement frei geschnitten.
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In einer bevorzugten Ausführungsform dieses Erfindungsgegenstands wird eine zweite Schicht des hochverschleißfesten Materials auf der der ersten Schicht gegenüber liegenden Seite des Trägerbandelements angeordnet und dort durch beispielsweise Löten oder Schweißen fest verbunden. Neben dem anschließenden Freischneiden von Sägezähnen auf beiden Seiten des mit dort jeweils einer Schicht versehenen Trägerbandelements wird aus diesem – vorzugsweise durch Stanzen – zumindest ein Doppelteil des Kettensägegliedes herausgeschnitten. Damit können vorteilhaft in einem Arbeitsgang eine doppelte Anzahl von Schneidegliedern gewonnen werden, wobei diese symmetrisch zu einer Mittelachse des Trägerbandelements ausgeschnitten werden.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur vereinfachten Herstellung des erfindungsgemäßen Bimetall-Sägeelements, das von einem Sägeband gebildet wird, das der zweiten grundsätzlichen Ausführungsform des Bimetall-Sägelements entspricht. Wiederum wird ein Trägerbandelement bereit gestellt und eine Schicht aus dem hochverschleißfesten Material jedoch an beiden in Sägerichtung sich erstreckenden Seiten des Trägerbandelements angeordnet und mit diesem unlösbar verbunden. Durch das Freischneiden der Sägezähne wird das Sägeband in einer vorläufigen Gestaltungsform gebildet, wobei es eine Vielzahl von Sägezähnen, die um eine Zahnlänge alternierend auf den Seiten des Trägerbandelements angeordnet sind, aufweist. Sämtliche werden daraufhin in die gleiche Richtung um 90° aus einer Ebene des Trägerbandelements heraus gebogen und in einem weiteren Biegeschritt der aus verschleißfestem Material bestehende Bereich der Sägezähne aus dieser Biegeposition um 90° in Richtung der Mittenlängsachse des Trägerbandelements umgebogen. Im Nachhinein oder beim Schneiden der Sägezähne wird das Trägerbandelement in jeweils um zumindest zwei Zahnlängen versetzten Zahnlücken alternierend eingeschnitten, wodurch sich lappenartige zahnfreie Führungsabschnitte ausbilden. Durch Abwinkeln der Führungsabschnitte um 90° aus der Ebene des Trägerbandelements zu deren zahnabgewandten Seite hin wird die Endform des Sägebandes erreicht.
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Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt.
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Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.
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Dabei zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht auf einen Ausschnitt eines Sägebandes, dessen Zahnungsbereich mit einer verschleißfesten Schicht versehen ist,
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2a eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kettensägenschneidgliedes,
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2b eine schematische Ansicht eines Bimetallbandes, aus dem Kettensägenschneidglieder gestanzt werden können,
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3a eine perspektivische Draufsicht auf ein als Hobelband ausgebildetes Sägeband
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3b eine perspektivische Rückansicht des Hobelbands aus 3a,
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3c eine perspektivische Detailansicht der Vorderseite des Hobelbands aus 3a.
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Das erfindungsgemäße Bimetall-Sägeelement kann ein Schneidglied für eine Sägekette oder ein Sägeband sein, das vorzugsweise zum Grobabtrag von Vollmaterial im Modell- oder Werkzeugbau vorgesehen ist. Um deren Verschleißfähigkeit zu verbessern beziehungsweise die Lebensdauer zu verlängern, kann zur Herstellung einer Sägekette aus erfindungsgemäßen Schneidgliedern beziehungsweise eines erfindungsgemäßen Sägebands als Trägerbandelement ein preiswertes ferritisches Stahlband von Verschleißbeständigkeit jedoch hoher Ermüdungsfestigkeit verwendet werden, während der Zahnungsbereich durch Aufschweißen oder Auflöten eines HSS-Drahts oder -Streifens oder einem ähnlichen hochverschleißfesten Material zur Bildung der Sägezahnung hochwertig und dauerhaft beständig geschaffen wird. In einem nachfolgenden Arbeitsgang wird die gewünschte Zahnung durch Stanzen aus dem durch das Aufschweißen resultierende Bitmetall freigelegt. Entsprechende weitere Arbeitsschritte zur Ausbildung des gewünschten Zahnungsbilds der Schneidglieder für die Kettensäge beziehungsweise der Bandsäge kann beispielsweise durch Walzprofilieren oder Biegen der Zähne erfolgen.
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Ein schematischer Ausschnitt einer Vorform eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Sägebandes 10 gemäß 3 ist in 1 dargestellt. Das Trägerbandelement 13 aus dem billigeren ferritischen Stahlband unterteilt sich in Zahnungsbereich 14 und Trägerbereich 15. In 1 sind jeweils zwei Zähne 12 dargestellt, wobei eine Schicht 16 aus dem hochverschleißfesten Material im Zahnungsbereich 14 angefügt ist. In vorteilhafter Weise kann eine solche Zahnung einfach geschaffen werden, indem auf das Stahlband an die Kante, bzw. an dessen eine in Sägerichtung sich erstreckende Seite anschließend ein HSS-Streifen beziehungsweise beidseitig jeweils ein HSS-Streifen aufgeschweißt wird, und in einem weiteren Arbeitsschritt die gewünschte Zahnung ausgestanzt wird.
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Ein erfindungsgemäßes Sägeelement kann auch ein Schneidglied 1 sein, wie in 2a dargestellt, das zur Bildung einer Kettensäge geeignet ist. Das Trägerbandelement 3, in dem im Trägerbereich 5 Öffnungen zur Bildung der Kette vorliegen, weist im gewünschten Zahnungsbereich 4 die Schicht 6 aus dem hochverschleißfesten Material auf, wodurch der Zahn 2 des Schneidglieds 1 gebildet wird. In 2b ist ein Stahlband 7 dargestellt, bei dem an beiden Kanten 7' im Zahnungsbereich 4 und 4' jeweils eine Schicht 6, 6' aus dem hochverschleißfesten Material aufgeschweißt ist. Die Zahnungsbereiche 4, 4' sind durch die gepunkteten Linien angedeutet. Die Schneidglieder 1 können beispielsweise durch Ausstanzen entlang der gestrichelten Linien freigeschnitten werden. Da hier nun die Schneidglieder symmetrisch zur Mittelachse M angelegt sind, indem die beiden Schichten 6, 6' an den beiden Randbereichen des Stahlbands 7 aufgetragen sind, kann in einem Arbeitsgang eine höhere Anzahl von Schneidgliedern gewonnen werden. Zudem können die Schneidglieder 1 auch in unsymmetrischer Weise aus dem Stahlband 7 gestanzt werden, um einerseits möglichst wenig Abfall zu produzieren und andererseits um eine gewünschte Ausführungsform der Zähne 2, 2' zu erhalten. Um Material und damit Kosten zu sparen, kann vorteilhaft zudem die Schicht 6, 6' aus hochverschleißfestem Metallmaterial nur in den Bereichen aufgeschweißt werden, die zur Ausbildung der Sägezähne 2, 2' vorgesehen sind.
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3a und 3b zeigen ein Sägeband 10 für eine Schwertsäge, bei dem die Zähne 12, 12' beidseitig alternierend aus der Ebene des Trägerbandelements 13 heraus gebogen sind, wie besonders aus der Detailansicht aus 3c deutlich wird. So entsteht ein Hobelband 10 mit hoher und langzeitbeständiger Abtragsleistung. Durch die krallenförmig ausgebogenen Zähne 12, 12' kann eine breite Fuge abgetragen werden. Für die beidseitig angeordneten Zähne 12, 12' ist auf das Trägerbandelement 13 an beiden Kanten im jeweiligen Zahnungsbereich 14 und 14' einseitig jeweils eine Schicht 16, 16' aus dem hochverschleißfesten Material aufgeschweißt, so dass quasi ein „Trimetallband” erhalten wird.
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Der Zahnungsbereich 14, 14', der sich an den Trägerbereich 15, 15' anschließt, ist mit der Schicht 16 aus dem hochverschleißfesten Material ausgestattet, die in der perspektivischen Draufsicht in 3a nur bei den oberen Zähnen 12 durch Schraffur angedeutet sichtbar ist. Die Schicht aus hochverschleißfestem Material, mit der die Zahnungsbereiche 14' der unteren Zahnreihe ebenfalls ausgestattet sind, ist in dieser Ansicht nicht zu sehen.
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Um das als Hobelband ausgebildete Sägeband 10 in der Nut des Laufschwertes besser führen zu können, sind in regelmäßigem Abstand, hier alle drei Zähne 12, 12', alternierend in zahnabgewandter Richtung um 90° abgewinkelte Führungsabschnitte 20 angeordnet. Hierzu ist das Sägeband 10 eingeschnitten, so dass ein lappenartiger Abschnitt entsteht, der abgewinkelt bzw. abgeklappt werden kann. Zur Führung in der Nut ist das Sägeband 10 bis zu seiner Mitte hin eingeschnitten, so dass alle Führungsabschnitte 20 in abgeklappter Stellung in einer gemeinsamen senkrecht zur Ebene des Trägerbandelementes 13 aufgespannten Ebene liegen. Es ist jedoch auch denkbar, wie es 3b etwas deutlicher zeigt, dass der Einschnitt nicht ganz bis in die Mitte des Sägebandes 10 verläuft. In der dann abgewinkelten Stellung können die Führungsabschnitte das Laufschwert außen umgreifen, wodurch die Nut zur Vereinfachung des Laufschwertes wegfallen würde. Die Schicht 16 aus hochverschleißfestem Metallmaterial kann – muss aber nicht – ausschließlich in Zahnungsabschnitten des Zahnungsbereiche 14, 14' aufgebracht sein, während die Führungsabschnitte 20 nur aus dem billigeren ferritischen Stahlbandmaterial des Trägerbandelements 13 bestehen.
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Um die Kerbwirkung zu verringern, können abgerundete Übergänge 18 zwischen zwei benachbarten Zähnen vorgesehen sein, wie dies aus 3b deutlich hervorgeht. Auch die alternierende Anordnung der Führungsabschnitte 20 auf der zahnabgewandten Seite des Trägerbandelements 13 ist hier noch einmal verdeutlicht.
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Mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren für ein Bimetall-Sägeelement lassen sich hochverschleißfeste Sägeketten und -bänder unter erheblicher Kostenreduktion herstellen, da in einfacher Weise das verschleißfeste Material nur an jenen Stellen aufgebracht wird, an denen es zur Ausbildung der Zahnung erforderlich ist.
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Vorteilhaft erfordert das Herstellungsverfahren keine nachträglichen Härtungsschritte, insbesondere bei der Ausbildung der Schneidglieder für eine Sägekette, um die Zahnung mit erhöhter Verschleißfestigkeit auszustatten. Hier entfallen gegenüber dem Stand der Technik insbesondere die Kosten einer Plattierung mit Hartmetall beziehungsweise die Kosten der Hartverchromung. Bei letzterem entfällt durch die Erfindung zudem auch die generell umweltbedenkliche Verchromung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5091264 [0003]
- US 5417777 [0003]
- DE 20214235 U1 [0004]
