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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, einen Schneidenzahn mit einer speziell geformten Freiwinkelfläche auszubilden. Der Schneidenzahn ist vorzugsweise aus Hartmetall oder HSS Stahl (Hochleistungsschnellschnittstahl) gefertigt und ist in regelmäßigem Abstand am Umfang eines Sägeblattes durch Schweißen oder Löten fixiert. Es ist schon bekannt, dass insbesondere in der gewerblichen Industrie zum Sägen von Werkstoffen wie Metallen (Eisen, Nichteisenmetalle), Kunststoffe usw. Sägen mit Sägeblättern verwendet werden, die mit einer Vielzahl von Schneidenzähnen bestückt sind. Die Schneidenzähne müssen dabei sehr hart und widerstandsfähig sein, um die zu bearbeitenden und teilweise sehr harten Materialien zu zerspanen. Beim Sägen entsteht im Kontaktbereich zwischen dem Werkstoff und dem Schneidenzahn teilweise große Reibungswärme, die nicht vollständig abgeführt werden kann. Die Reibungswärme führt zum erhöhten Verschleiß des Schneidenzahns, insbesondere im Bereich einer vorgesehenen Verschleißmarkenbreite der Schneidekante, so dass das Sägeblatt stumpf und früher oder später unbrauchbar wird, wenn die Verschleißmarkenbreite verbraucht ist.
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Aus der
EP 1101558 B1 ist beispielsweise ein Sägeblatt bekannt, an dessen Umfang Schneidenzähne aus Hartmetall angeordnet sind. Schneidenzähne aus Hartmetall werden im Sinter verfahren mit entsprechenden Formen oder im Schleifprozess hergestellt und besitzen keine spitze Schneidkante, sondern weise eine abgeschrägte Schneidfläche auf. Da das Material sehr spröde ist, würde eine spitze Schneidkante sehr schnell ausbrechen und damit den Schneidenzahn vorzeitig unbrauchbar machen. An der abgeschrägten Schneidfläche schließt sich eine Freiwinkelfläche an, die mit einem vorgegebenen negativen Winkel abgeflacht ist. Nachteilig ist, dass sich bei abgenutzter Schneidfläche der Druck auf die Freiwinkelfläche erhöht und damit auch die Reibung und Erwärmung zunimmt. Dadurch wird die Schnittleistung und Schnittqualität verschlechtert, so dass das komplette Sägeblatt früher oder später durch ein neues und kostspieliges Sägeblatt ersetzt werden muss.
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Aufgabe
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einem Schneidenzahn die Standzeit des Schneidenzahns beziehungsweise des Sägeblattes zu verbessern. Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche 1 und 8 gelöst.
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Beschreibung
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Bei dem erfindungsgemäßen Schneidenzahn fällt im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik die Freiwinkelfläche beziehungsweise die Nebenschneiden im Anschluss an einer vorgegebenen Verschleißmarkenbreite mit einer veränderten Winkelkurve verstärkt ab. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass im fortgeschrittenen Verschleißfall der Verschleißmarkenbreite der Druck auf die Freiwinkelfläche beziehungsweise die Nebenschneiden abnimmt. Dadurch reduziert sich die Reibungswärme im Kontaktbereich zwischen der Schneidkante bzw. der Schneidfläche und dem zu bearbeitenden Werkstoff. Wegen der geringeren Belastung des Schneidenzahnes wird die Standzeit verbessert, so dass das Sägeblatt länger genutzt werden kann und damit die Säge auch kostengünstiger arbeitet.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in den nebengeordneten Ansprüchen 1 und 8 angegebenen Schneidenzahns beziehungsweise des Sägeblattes gegeben. Als besonders günstig wird angesehen, dass die beiden seitlich an die Freiwinkelfläche angeordneten Nebenschneiden mit der gleichen verstärkt abfallenden Winkelkurve oder alternativ mit einer weniger geneigten Winkelkurve oder mit einer stärker geneigten Winkelkurve oder mit einer mit einem Radius versehenen Winkelkurve abfallen als bei der Freiwinkelfläche (10). Denn die Nebenschneiden haben die wichtige Aufgabe, das Sägeblatt spannungsfrei zu führen, damit es nicht seitlich auslaufen kann. Dadurch wird in vorteilhafter Weise ein präziser und besserer Schnitt erreicht.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, den Freiflächenwinkel nach einem vorgegebenen Winkel, linear oder mit einem Radius auszubilden. Des weiteren kann die Freiwinkelfläche beziehungsweise die Nebenschneiden ellipsenförmig oder mehrstufig, beispielsweise mit zwei Winkeln, linear oder mit zwei Radien ausgeführt sein. Durch diese mannigfaltigen Ausführungsformen kann auf einfache Weise die Neigung und Formgebung der Freiwinkelfläche in Abhängigkeit von dem zu sägenden Material, der Schnittgeschwindigkeit oder dem Vorschub des Schneidenzahns angepasst werden.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, die in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden. Die Darstellungen sind nicht maßstabsgetreu.
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1 zeit ein bekanntes Sägeblatt für eine Kreissäge mit bekannten Schneidenzähnen,
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2a und 2b zeigen bekannte Schneidenzähne in räumlicher Darstellung,
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3a und 3b zeigen die obigen Schneidenzähne in einer Seitenansicht und Frontansicht,
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4a und 4b zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schneidenzahns in Frontansicht und Seitenansicht,
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5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schneidenzahns und
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6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schneidenzahns.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung wird an Hand der 1 bis 3b der Aufbau eines handelsüblichen, bekannten Sägeblattes für eine Kreissäge sowie die Ausbildung eines bekannten Schneidenzahns erläutert. Zum Sägen insbesondere von Metallen wie Eisen, Stahl Buntmetalle oder anderen Werkstoffen wird ein Sägeblatt verwendet, wie es in 1 ausschnittsweise dargestellt ist. Ein Sägeblatt 1 ist in regelmäßigen Abständen mit zackenförmigen Aufnahmen ausgebildet, in die Schneidenzähne 2 eingesetzt und mit dem Sägeblatt 1 beispielsweise durch Schweißen oder Löten fixiert sind. Die Schneidenzähne 2 werden dabei am Umfang des Sägeblattes 1 im Abstand z derart befestigt, dass ihre Schneidkanten 6 alle in die gleiche Richtung (in Laufrichtung des Sägeblattes) weisen.
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Die 2a und 2b zeigen den systematischen Aufbau von zwei bekannten Schneidenzähnen 2. 2a zeigt in räumlicher Darstellung einen quaderförmigen Schneidenzahn, der beispielsweise aus Sintermetall oder HSS-Metall gebildet ist. An einer hinteren Fläche 11 und einer unteren Fläche 12 wird der Schneidenzahn in einer Aufnahme des Sägeblattes 1 fixiert. Eine vordere Fläche 8 ist derart ausgebildet, dass Sägespäne abgeleitet werden und sich aufrollen können. Die obere Fläche ist als Freiwinkelfläche 10 ausgebildet, wobei ihr vorderer Teil eine Verschleißmarkenbreite 7 bildet. Die Freiwinkelfläche 10 weist einen Winkel α auf, der – bezogen auf die Tangente des Sägeblattes – nach der Fixierung des Schneidenzahns am Sägeblatt negativ ist, wie in 3a besser zu erkennen ist. Die Verschleißmarkenbreite 7 hat eine Tiefe, die etwa ein Viertel bis ein Drittel der Tiefe der Freiwinkelfläche 10 entspricht und liegt im Millimeterbereich. Zwischen der Verschleißmarkenbreite 7 und der vorderen Fläche 8 ist eine Schneidfläche mit einer Schneidkante 6 angeordnet, die – bezogen auf die hintere Fläche 11 – einen vorgegebenen Winkel von z. B. 30° aufweist. Die Schneidkante 6 wirkt als Hauptschneide. Rechts und links der Freiwinkelfläche 10 sind zwei Phasen angeordnet, die als Nebenschneide 4 wirksam werden. Zur besseren Führung des Sägeblattes 1 ist für den Betrieb an einer Kreissäge im linken Bereich der Freiwinkelfläche 10 in Schneidrichtung gesehen ein Spanteiler oder eine Spanrille 5 ausgebildet. Bei dem Schneidenzahn 2 der 2b ist dagegen die Spanrille 5 auf der rechten Seite der Freiwinkelfläche 10 ausgebildet. Die beiden Schneidenzähne 2 der 2a und 2b sind wechselweise am Sägeblatt 1 angeordnet.
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In 3a sind die oben beschriebenen Schneidenzähne 2 in einer Seitenansicht dargestellt. Hier ist erkennbar, dass die Freiwinkelfläche 10 mit einem fixen Freiwinkel α abfällt. Der Freiwinkel α beträgt beispielsweise 10°. Er bewirkt, dass ein spanabhebendes Sägen möglich ist. Mit der Bezeichnung s ist die Höhe der Schneidfläche mit der Schneidkante 6 angegeben.
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In 3b ist erkennbar, dass entsprechend der 2b die Spanrille 5 auf der rechten Seite angeordnet ist. Die übrigen Kennziffern haben bei den einzelnen Figuren die gleiche Bedeutung wie zuvor beschrieben wurde.
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In 4a (Vorderansicht) und 4b (Seitenansicht) ist in vereinfachter Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Wie 4b entnehmbar ist, unterscheidet sich der erfindungsgemäße Schneidenzahn 2 gegenüber dem bekannten Schneidenzahn 2 der 1 bis 3b dadurch, dass die Freiwinkelfläche 10 nicht geradlinig abfällt. Die Freiwinkelfläche 10 fällt am Ende der Verschleißmarkenbreite 7 mit einer veränderten Winkelkurve verstärkt ab. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Schneidenzahn 2 auch dann noch arbeiten kann, wenn die Verschleißmarkenbreite 7 weitgehend verbraucht ist. Die veränderte Winkelkurve kann stufenförmig, linear, als Ellipse oder als Kreissegment ausgebildet sein. Erfindungswesentlich ist, dass die Winkelkurve im Bereich der Freiwinkelfläche 10 stärker abfällt als im Bereich der Verschleißmarkenbreite 7.
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Des weiteren ist vorgesehen, dass bei den beiden Nebenschneiden 4 die verstärkt abfallende Winkelkurve in der gleichen Weise abfällt wie bei der Freiwinkelfläche 7.
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In alternativer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei den beiden Nebenschneiden 4 mit einer weniger geneigten Winkelkurve, oder mit einer stärker geneigten Winkelkurve oder mit einer mit einem Radius versehenen Winkelkurve abfallen als bei der Freiwinkelfläche 10.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Freiwinkelfläche 10 auch mehrstufig ausgebildet wird, wie den 5 und 6 entnehmbar ist. Durch Verändern der Radien r1, r2 (5), der Winkel α1, α2 (6) oder als Ellipsen lässt sich eine einfache Anpassung an die zu bearbeitenden Materialien, an die Schnittgeschwindigkeit oder dem Vorschub der Schneidenzähne einstellen. Derartige Kurvenformen für die Freiwinkelfläche 10 lassen sich beispielsweise in einem einzigen Arbeitsschritt mit einem entsprechend ausgebildeten Topfschleifer kostengünstig herstellen.
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Im erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der 5 ist die Freiwinkelfläche 10 mit zwei Radien r1 und r2 ausgeführt, wobei die Freiwinkelfläche 10 beim Radius r1 stärker abfällt als beim Radius r2.
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Im erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der 6 ist die Freiwinkelfläche 10 mit zwei unterschiedlichen Winkeln α1 und α2 ausgeführt. Auch in diesem Fall fällt der Winkel α1 größer als der Winkel α2.
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Bei allen Ausführungsbeispielen der Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass sogar bei vollständiger Abnutzung der Verschleißmarkenbreite 7 noch ein sicheres Sägen erreicht wird, wie insbesondere aus den 4b bis 6 erkennbar ist.
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Schneidenzahn für ein Sägeblatt sowie Sägeblatt für eine Kreissäge oder Bandsäge
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sägeblatt (Kreissäge)
- 2
- Schneidenzahn
- 4
- Nebenschneide (Phase)
- 5
- Spanteiler (bei Kreissägeblatt)
- 6
- Schneidkante
- 7
- Verschleißfläche
- 8
- vordere Fläche (Spanleitfläche)
- 10
- Freiwinkelfläche
- 11
- hintere Fläche
- 12
- untere Fläche
- α
- Freiwinkel
- α1
- Winkel an Freifläche
- α2
- Winkel an Freifläche
- r1, r2
- Radien an Freifläche
- s
- Höhe der Schneidfläche
- z
- Abstand der Schneidenzähne
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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