DE19638287A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Befestigen von Zähnen an Sägeblattrohlingen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum vollautomatischen Befestigen von Zähnen an Teilabschnitte eines Sägeblatt­ grundkörpers, bei dem ein an einem Teilabschnitt zu befesti­ gender Zahn an diesem automatisch angeordnet wird und dann der Zahn, der Teilabschnitt und gegebenenfalls ein dazwi­ schen befindliches Zwischenmittel, insbesondere ein Lot, er­ wärmt werden, bis der Zahn mit dem Teilabschnitt stoff­ schlüssig verbunden ist, insbesondere bis das Zwischenmittel geschmolzen ist.

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise durch die DE 37 17 610 C2 bekanntgeworden.

Mit dem bekannten Verfahren können Hartmetallzähne unter freier Atmosphäre an einen kreisförmigen, metallenen Säge­ blattgrundkörper (Sägeblattrohlinge) automatisch angelötet werden. Über eine Dreheinrichtung werden Teilabschnitte am Grundkörper bis zur Anlage auf einen Hartmetallzahn zuge­ dreht und, sobald der Hartmetallzahn am Grundkörper anliegt, wird der Zahn mit dem Grundkörper verlötet. Dazu wird zwi­ schen dem Grundkörper und dem Zahn ein Lot angeordnet, wel­ ches mit Hilfe einer induktiven HF-Heizvorrichtung beim Löt­ vorgang geschmolzen wird, so daß der Zahn an dem Grundkörper mit Hilfe des Lots stoffschlüssig befestigt ist.

Da der Lötvorgang unter freier Atmosphäre stattfindet, ver­ färbt sich beim Lötvorgang die Außenoberfläche des metalle­ nen Sägeblattgrundkörpers dort, wo dieser erwärmt worden ist. Diese Anlaßfarbe, die durch eine Oxidschicht auf dem metallenen Grundkörper gebildet ist, hat zwar keinen techni­ schen Nachteil, wird aber aus optischen Gründen nachträglich entfernt. Dazu wird die verfärbte Fläche des Grundkörpers im Bereich der Teilabschnitte durch Sandstrahlen abgetragen. Dadurch ergibt sich aufgrund des Sandstrahlens in diesem Be­ reich eine unerwünschte rauhere Oberfläche gegenüber dem üb­ rigen Grundkörper, und zum anderen kann das Sandstrahlen zu Verformungen am Sägeblattgrundkörper führen, die teilweise manuell mit großem Aufwand nachträglich entfernt werden müs­ sen.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, beim Anlöten von Zähnen an den metallenen Säge­ blattgrundkörper eine Oxidationsschicht bzw. eine Anlaßfarbe zu verhindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der beim Befestigungsvorgang erwärmte Bereich zumindest des Teilabschnittes während des Befestigungsvorgangs mit einem Schutzgas, insbesondere einem Gasgemisch aus Inertgas und reaktivem Gas, gezielt angeströmt wird, wobei der erwärmte Bereich innerhalb des Anströmquerschnitts des Schutzgases liegt und die Strömungsgeschwindigkeit des Schutzgases klei­ ner als 50 l/min (Liter/min), bevorzugt kleiner als 20 l/min, ist.

Dieses erfindungsgemäße Verfahren hat den wesentlichen Vor­ teil, daß in dem vom Schutzgas angeströmten Bereich oxidfrei z. B. gelötet werden kann. Durch das Schutzgas wird die Atmo­ sphärenluft im zu erwärmenden bzw. erwärmten Bereich fortge­ blasen. Durch das reaktive Gas werden beim Wärmebehandlungs­ prozeß noch vorhandene, störende Oxidbildner wie Sauerstoff, Kohlendioxid oder Wasserdampf, von diesem Bereich zumindest des Teilabschnittes ferngehalten, indem Sauerstoffverbindun­ gen chemisch derart gebunden werden, daß darin enthaltener Sauerstoff keine Oxidschicht bilden kann. Dies führt dazu, daß die partiell erwärmten Teilabschnitte des Sägeblatt­ grundkörpers keinen aufwendigen Nachbearbeitungen, wie z. B. Sandstrahlen oder Richtarbeiten, unterzogen werden müssen. Wie beim Löten im Hochvakuum oder unter Schutzgas ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, auch ohne Flußmit­ tel zu löten. Dies hat den Vorteil, daß Verfärbungen durch verlaufendes Flußmittel an den Teilbereichen nicht auftreten können.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei allen mittels Erwär­ mens erfolgenden stoffschlüssigen Verbindungstechniken, ins­ besondere auch bei Laserschweißen, mit oder ohne ein zwi­ schen Zahn und Teilabschnitt angeordentes Zwischenmittel eingesetzt werden.

Da der erwärmte Bereich innerhalb des Anströmquerschnittes des Schutzgases liegt und die Strömungsgeschwindigkeit des Schutzgases kleiner als 50 l/min, bevorzugt kleiner als 20 l/min, ist, wird der erwärmte Bereich großflächig und da­ mit derart angeströmt, daß keine Düsenwirkung, bei der Oxid­ bildner von außen in die Schutzgasströmung hereingezogen werden könnten, auftreten. Durch die geringe Strömungsge­ schwindigkeit des Schutzgases kann der Gasdurchsatz des Schutzgases minimiert werden, wodurch Kosten reduziert wer­ den können.

Bei einer ganz besonders bevorzugten Ausführung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens wird auch der beim Befestigungsvor­ gang erwärmte Bereich des Zahns während des Befestigungsvor­ gangs von dem Schutzgas gezielt angeströmt. Dadurch können Verfärbungen am Zahn verhindert und zusätzlich der Zahn durch das Schutzgas gekühlt werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist bevor­ zugt, daß das Schutzgas den jeweiligen Bereich im wesentli­ chen laminar anströmt und umströmt, so daß Oxidbildner von dem beim Lötvorgang erwärmten Bereich ferngehalten werden können.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden die Flächen des Teilabschnittes und des Zahnes, die jeweils dem Zwischenmittel, insbesondere dem Lot, zugewandt sind, während des Befestigungsvorgangs mit einem Flußmittel be­ netzt. Das Flußmittel reinigt die Oberflächen der beiden z. B. zu verlötenden Teile und ermöglicht ein besseres Flie­ ßen bzw. Benetzen des Lots.

Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt auch eine Vorrichtung zum vollautomatischen Befestigen von Zähnen an Teilabschnitte eines Sägeblattgrundkörpers, mit einer Posi­ tioniereinrichtung, mit der ein zu befestigender Zahn an ei­ nem Teilabschnitt automatisch angeordnet werden kann, und mit einer Heizeinrichtung, durch die der zu befestigende Zahn, der Teilabschnitt und gegebenenfalls ein dazwischen befindliches Zwischenmittel, insbesondere ein Lot, erwärmt werden können, bis der Zahn mit dem Teilabschnitt stoff­ schlüssig verbunden ist, insbesondere bis das Zwischenmittel geschmolzen ist, wobei sich die Vorrichtung unter freier At­ mosphäre befindet.

Eine derartige Vorrichtung ist ebenfalls durch die DE 37 17 610 C2 bekanntgeworden.

Die erfindungsgemäße, oben genannte Aufgabe wird bei einer derartigen Vorrichtung dadurch gelöst, daß mindestens ein Strömungsrohr vorgesehen ist, das auf den beim Befestigungs­ vorgang erwärmten Bereich zumindest des Teilabschnittes ge­ richtet ist und dessen Länge und Querschnitt der Austritt­ söffnung derart gewählt sind, daß ein aus dem Strömungsrohr ausströmendes Schutzgas, insbesondere ein Gasgemisch aus In­ ertgas und reaktivem Gas, den während des Befestigungsvor­ gangs erwärmten Bereich mit einer Strömungsgeschwindigkeit kleiner als 50 l/min, bevorzugt kleiner als 20 l/min, ge­ zielt anströmt, wobei der erwärmte Bereich innerhalb des Strömungsquerschnitts des aus dem Strömungsrohr ausströmen­ den Schutzgases liegt.

Diese erfindungsgemäße Vorrichtung hat damit den großen Vor­ teil, daß durch die Länge und durch die Austrittsöffnung des Strömungsrohres das Schutzgas aus dem Strömungsrohr derart austritt, daß Turbulenzen und ein damit verbundenes Ansaugen von Oxidbildner enthaltender Umgebungsluft in das Schutzgas vermieden werden. Insbesondere kann durch geeignete Länge und Austrittsöffnung des Strömungsrohres ein im wesentlichen laminares Ausströmen des Schutzgases aus dem Strömungsrohr erzielt werden, so daß auch der erwärmte Bereich laminar an­ geströmt und bevorzugt auch laminar umströmt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann bei allen mittels Er­ wärmens erfolgenden stoffschlüssigen Verbindungstechniken, insbesondere auch bei Laserschweißen, mit und ohne ein zwi­ schen Zahn und Teilabschnitt angeordnetes Zwischenmittel eingesetzt werden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Vorrich­ tung ist das mindestens eine Strömungsrohr etwa radial zum kreisförmigen Sägeblattgrundkörper auf den zu erwärmenden Teilabschnitt gerichtet.

Bei einer anderen ganz besonders bevorzugten Ausführungsform sind mindestens zwei Strömungsrohre vorgesehen, die jeweils auf gegenüberliegende Seitenflächen des zu erwärmenden Teil­ abschnitts gerichtet sind.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Be­ schreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfin­ dungsgemäße jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in be­ liebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern hat vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung. Es zeigt:

Fig. 1 ein Kreissägeblatt im Ausschnitt von zwei Zähnen, wobei ein Zahn an einem Teilabschnitt eines Säge­ blattgrundkörpers befestigt ist und ein weiterer Teilabschnitt am Sägeblattgrundkörper noch einen Zahn aufnehmen kann; und

Fig. 2 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung im Bereich des Lötvorgangs.

Die Figuren zeigen das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung stark schematisiert und sind nicht maßstäblich zu verstehen. Die Gegenstände der Figuren sind teilweise stark vergrößert dargestellt, damit ihr Auf­ bau besser gezeigt werden kann.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Kreissägeblatts 10, das kreisförmig aufgebaut ist und von dem ein Sägeblattgrundkör­ per 11 gezeigt ist. Mit 12 sind zwei Teilabschnitte des Sä­ geblattgrundkörpers 11 in Form von Ausnehmungen (Plattensit­ ze) in Fig. 1 dargestellt, wobei an einem Teilabschnitt 12 bereits ein Zahn 13 am Sägeblattgrundkörper 11 befestigt ist und an einem weiteren Teilabschnitt 12 noch ein Zahn 13 be­ festigt werden kann. Der Sägeblattgrundkörper 11 ist von zwei Seitenflächen 14, 15 begrenzt, deren Beabstandung von­ einander die Breite des Sägeblattgrundkörpers 11 definiert. Der in Fig. 1 gezeigte Zahn 13 ist zentrisch zum Sägeblatt­ grundkörper 11 angeordnet und steht auf beiden Seiten im Ab­ stand a über die Seitenflächen 14, 15 vor. Bei dem Zahn 13 handelt es sich bevorzugt um einen Hartmetall- bzw. Diamant­ zahn.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung 20 im Bereich eines Zahns 13, der auf einer Zahn­ auflage 21 aufliegt. Der Zahn 13 wird über eine Positionier­ einrichtung (nicht gezeigt) automatisch zugeführt und ist seitlich von Haltebacken 22, 23 ortfest fixierbar, wozu die Haltebacken 22, 23 in Pfeilrichtungen 24, 25 verfahren wer­ den können. Auf dem Zahn 13 liegt der Sägeblattgrundkör­ per 11 im Bereich eines Teilabschnitts 12 auf, wobei der Sä­ geblattgrundkörper 11 über nicht dargestellte Mittel gehal­ ten ist. In der Figur sind noch Teile einer Heizeinrichtung 26 in Form eines Induktors gezeigt, die sowohl den Säge­ blattgrundkörper 11 im Bereich des jeweiligen Teilabschnit­ tes 12 als auch den Zahn 13 erwärmt, damit der Zahn 13 über einen Lötvorgang am Sägeblattgrundkörper 11 befestigt werden kann. Dazu ist zwischen dem Zahn 13 und dem Teilabschnitt 12 ein Lot (nicht gezeigt) angeordnet, welches durch die Heiz­ einrichtung 26 geschmolzen wird, wodurch der Zahn 13 am Teilabschnitt 12 stoffschlüssig befestigt ist.

Um zu verhindern, daß während des Lötvorgangs bzw. während des Erwärmens insbesondere des Teilabschnittes 12 sich an seiner Außenseite eine Oxidschicht ausbildet und der metal­ lene Sägeblattgrundkörper 11 farbig anläuft, sind zwei Strö­ mungsrohre 27, 28 auf beide axiale Seitenflächen 14, 15 des Teilabschnittes 12 und auf den Zahn 13 gerichtet. Aus diesen Strömungsrohren 27, 28 strömt in Pfeilrichtung 29 bzw. 30 ein Schutzgas, das Inertgas und reaktive Gase enthält. Durch eine entsprechende Länge und einen entsprechend großen Quer­ schnitt der Austrittsöffnungen 31, 32 der Strömungsroh­ re 27, 28 wird erreicht, daß das ausströmende Schutzgas mit möglichst geringer Strömungsgeschwindigkeit insbesondere die Seitenflächen 14, 15 des Teilabschnittes 12 laminar, d. h. ohne Turbulenzen, anströmt, so daß keine Umgebungsluft in den Bereich des Teilabschnittes 12 gesaugt wird. Durch das Schutzgas wird die Atmosphärenluft im Bereich des Teilab­ schnittes 12 und auch des Zahns 13 fortgeblasen. Noch in diesem Bereich vorhandene gasförmige Oxidbildner, wie z. B. Sauerstoff, Kohlendioxid oder Wasserdampf, werden durch das reaktive Gas chemisch derart gebunden, daß sie beim Lötvor­ gang keine Oxidschichten an den Seitenflächen 14, 15 und an dem Zahn 13 bilden können.

Diejenigen Flächen des Teilabschnittes 12 und des Zahnes 13, die jeweils dem Lot zugewandt sind, können während des Löt­ vorgangs mit einem Flußmittel (nicht gezeigt) benetzt sein, um die zu verlötenden Oberflächen des Teilabschnittes 12 und des Zahnes 13 zu reinigen und um ein besseres Fließen des Lots zu ermöglichen.

Anstelle oder zusätzlich zu den beiden in Fig. 2 gezeigten Strömungsrohren 27, 28 kann auch ein Strömungsrohr verwendet werden, das radial zum kreisförmigen Sägeblattgrundkörper 11 auf den Teilabschnitt 12 gerichtet ist. Die Strömungsroh­ re 27, 28 können in bereits vorhandene Einrichtungen, z. B. in ein pyrometrisches Temperaturmeßrohr, integriert und in diesem an den Teilabschnitt 12 herangeführt sein. Auch kön­ nen Absaugvorrichtungen vorgesehen sein, die das auf den Teilabschnitt 12 auftreffende und abgelenkte Schutzgas ab­ saugen, um es dann erneut über die Strömungsrohre 27, 28 dem Teilabschnitt 12 zuzuführen.

Claims (7)

1. Verfahren zum vollautomatischen Befestigen von Zähnen (13) an Teilabschnitte (12) eines Sägeblattgrundkör­ pers (11), bei dem ein an einem Teilabschnitt (12) zu befestigender Zahn (13) an diesem automatisch angeord­ net wird und dann der Zahn (13), der Teilabschnitt (12) und gegebenenfalls ein dazwischen befindliches Zwischenmittel, insbesondere ein Lot, erwärmt werden, bis der Zahn (13) mit dem Teilabschnitt (12) stoff­ schlüssig verbunden ist, insbesondere bis das Zwi­ schenmittel geschmolzen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Befestigungsvorgang erwärmte Bereich zu­ mindest des Teilabschnittes (12) während des Befesti­ gungsvorgangs mit einem Schutzgas, insbesondere einem Gasgemisch aus Inertgas und reaktivem Gas, gezielt an­ geströmt wird, wobei der erwärmte Bereich innerhalb des Anströmquerschnittes des Schutzgases liegt und die Strömungsgeschwindigkeit des Schutzgases kleiner als 50 l/min (Liter/min), bevorzugt kleiner als 20 l/min, ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der beim Befestigungsvorgang erwärmte Bereich des Zahns (13) während des Befestigungsvorgangs von dem Schutzgas gezielt angeströmt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Schutzgas den jeweiligen Bereich im wesentlichen laminar anströmt und umströmt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Flächen des Teilab­ schnittes (12) und des Zahnes (13), die jeweils dem Zwischenmittel, insbesondere dem Lot, zugewandt sind, während des Befestigungsvorgangs mit einem Flußmittel benetzt werden.

5. Vorrichtung (20) zum vollautomatischen Befestigen von Zähnen (13) an Teilabschnitte (12) eines Sägeblatt­ grundkörpers (11), mit einer Positioniereinrichtung, mit der ein zu befestigender Zahn (13) an einem Teil­ abschnitt (12) automatisch angeordnet werden kann, und mit einer Heizeinrichtung (26), durch die der zu befe­ stigende Zahn (13), der Teilabschnitt (12) und gegebe­ nenfalls ein dazwischen befindliches Zwischenmittel, insbesondere ein Lot, erwärmt werden können, bis der Zahn (13) mit dem Teilabschnitt (12) stoffschlüssig verbunden ist, insbesondere bis das Zwischenmittel ge­ schmolzen ist, wobei sich die Vorrichtung (20) unter freier Atmosphäre befindet, insbesondere zur Durchfüh­ rung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Strömungsrohr (27, 28) vorgesehen ist, das auf den beim Befestigungsvorgang erwärmten Bereich zumindest des Teilabschnittes (12) gerichtet ist, und dessen Länge und Querschnitt der Austritt­ söffnung (31, 32) derart gewählt sind, daß ein aus dem Strömungsrohr (27, 28) ausströmendes Schutzgas, insbe­ sondere ein Gasgemisch aus Inertgas und reaktivem Gas, den während des Befestigungsvorgangs erwärmten Bereich mit einer Strömungsgeschwindigkeit kleiner als 50 l/min, bevorzugt kleiner als 20 l/min, gezielt an­ strömt, wobei der erwärmte Bereich innerhalb des Strö­ mungsquerschnitts des aus dem Strömungsrohr (27, 28) ausströmenden Schutzgases liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Strömungsrohr (27, 28) etwa radial zum kreisförmigen Sägeblattgrundkörper (11) auf den zu erwärmenden Teilabschnitt (12) gerichtet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens zwei Strömungsrohre (27, 28) vorgesehen sind, die jeweils auf gegenüberliegende Seitenflächen (14, 15) des zu erwärmenden Teilab­ schnitts (12) gerichtet sind.