DE19681464C2 - Verbesserte Lochschneidwerkzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Schneidwerkzeug von allgemein zylindrischer Form, drehbar um eine Mittelachse, begrenzt durch koaxiale innere und äußere Oberflächen und eine Sägezahnschneidkante, letztere allgemein begrenzt durch die Oberflächen und aufweisend mehrere sich wiederholende Zahngruppen und bezieht sich auf Lochschneidwerkzeuge, genauer auf solche Werkzeuge, die ei­ nen drehbaren zylindrischen Abschneider mit einem sich wiederholenden Säge­ zahnmuster entlang dessen Schneidkante einschließen, so daß jeder Zahn des Musters Späne von einheitlicher Größe abhebt.

Wenn man in die Vergangenheit zurückblickt, so haben Lochschneidwerkzeuge im allgemeinen Spiralbohrer für Löcher mit kleinerem Durchmesser und Schlan­ genbohrer für Löcher mit größerem Durchmesser eingeschlossen. In den letzten Jahren sind bei Anwendungen für größere Durchmesser die Schlangenbohrer im allgemeinen durch Spitzbohrer und Lochsägen ersetzt worden, wobei die Lochsä­ gen für gewöhnlich für Löcher mit einem Durchmesser von mehr als einem Inch (2,54 cm) verwendet und von einer Säulen- oder Elektrobohrmaschine angetrie­ ben werden. In der Tat haben Lochsägen in den letzten Jahren im Baugewerbe, besonders unter Klempnern und Elektrikern, breite Anwendung gefunden.

Aus der DE 383 221 C ist ein Scheibenschneider bekannt, bei dem eine nach einem Hohlzylinder geformte Abstützung der Messer vorgesehen ist, wobei die einzelnen Messer an der Brust- und Rückenseite abgestützt und die Schneiden derart gegeneinander versetzt sind, dass die beiden mittleren in der selben Linie angreifen.

Im Patent US 3,648,508 wird eine Lochsäge offenbart, deren Zähne von der äußeren zylindrischen Oberfläche der Lochsäge konisch nach außen erweitert sind, um die Leistungsfähigkeit zu verbessern. Die Zähne haben auch ihre hohen Punkte an den äußeren Kanten und erstrecken sich wechselweise über etwas weniger als die Hälfte des Umfangs des zylindrischen Abschneiders nach innen. Es wird behauptet, daß diese Lochsägenkonstruktion von höherer Lebensdauer sei und genauer schneide.

In der Vergangenheit sind Lochsägen fast immer mit Zähnen gefertigt worden, die, gemessen von einer Bezugslinie in einem vorherbestimmten Abstand im allge­ meinen parallel zur Rückenkante des Zylinders, die gleiche Höhe hatten und die gleiche Schränkung aufwiesen. Eine gleichzeitige Entwicklung war die Anwendung einer variablen Schränkung, um die Vibration zu reduzieren. Eine übliche Zahn­ anordnung umfaßte eine Gruppe von fünf Zähnen, aufweisend einen Räumzahn oder ungeschränkten Zahn und mindestens vier wechselweise geschränkte Zäh­ ne, wobei alle Zähne vor ihrer seitlichen Schränkung von gegenüberliegenden Seitenoberflächen des zylindrischen Schneidwerkzeugs nach außen die gleiche Höhe hatten. In den letzten Jahren ist es üblich geworden, solche Lochsägen mit sich wiederholenden Gruppen von sieben Zähnen auszurüsten, wobei jede Grup­ pe einen ungeschränkten Räumzahn und sechs wechselweise geschränkte Zähne aufweist. In den Gruppen mit fünf oder sieben Zähnen sind die Zähne variabel geschränkt, wobei die Schränkung und die Hakentiefe der Zähne zunächst ab- und dann zunehmen.

Ein wesentlicher Nachteil solcher früheren Lochsägenkonstruktionen besteht dar­ in, daß die Zähne mit gleicher Höhe und Schränkung kurz hintereinander ange­ ordnet sind, was zu einem relativ flachen Eindringen der Zähne führt, besonders dann, wenn schwer zu schneidende Materialien, zum Beispiel bestimmte Metalle, u. a. rostfreier Stahl, zu bearbeiten sind. Ein anderes Problem, das aus der Unfä­ higkeit der Zähne entstehen kann, sich auf die von solchen Materialien abgeho­ benen Späne einzustellen, ist das Brechen der Zähne, das zum Defekt des Werk­ zeugs führt. Außerdem neigen solche Zähne dazu, an der Grenze ihrer Belastbar­ keit schabend über die zu schneidende Oberfläche zu gleiten oder zu springen, was zu einer Verhärtung des Werkstücks führen kann.

Obwohl sich die Bandsägetechnologie in den letzten 10 bis 15 Jahren sehr stark verändert hat und dabei größeres Gewicht auf verschiedene Zahnanordnungen gelegt worden ist, sind Lochsägen im selben Zeitraum mit sehr wenigen Ausnah­ men im wesentlichen unbeeinflußt von solchen Veränderungen geblieben.

In der Sägeblattindustrie und in vielen in letzter Zeit ausgestellten Patenten, die neuere Verbesserungen von Bandsägebändern offenbaren und beanspruchen, gilt es als vorausgesetzt, daß solche Fortschritte bei den Bandsägebändern auch für andere Typen von Sägeblättern, einschließlich Hubsägen, Gattersägeblätter und Kreissägen, nützlich sein könnten. Niemand scheint jedoch anzuregen, daß solche Fortschritte auch bei ihrer Anwendung auf Lochsägekonstruktionen von Vorteil wären. Solche Anordnungen schließen zum Beispiel sich wiederholende Zahngruppen ein, die sich entlang des gesamten Bandsägebands erstrecken, wo­ bei die Zähne, aus denen jede Gruppe gebildet wird, einen Räumzahn mit nach­ folgenden Paaren von geschränkten Zähnen aufweisen. Solche Zahnpaare neh­ men vom vorderen zum hinteren Zahnpaar jeder Gruppe im allgemeinen an Höhe ab und an Schränkung zu, wobei jeder Zahn jedes einzelnen Paars die gleiche Höhe sowie die gleiche und entgegengesetzte seitliche Schränkung hat.

In den letzten Jahren wurden zum Beispiel in den untereinander zusammenhän­ genden US-Patenten mit den Nummern US 4.727.788; US 4.813.324; US 4.827.822 und US 4.958.546 (übertragen an Amada) an die zwanzig unterschiedliche Zahngruppen oder -anordnungen offenbart. In keinem der obenerwähnten Patente findet man jedoch einen Hinweis darauf, daß die Zahnanordnungen auf Lochsägen anwend­ bar wären. Ein Grund für das Fehlen solcher Sägezahnanordnungen für Lochsä­ gen nach dem Stand der Technik besteht darin, daß solche Werkzeuge traditionell nicht zu den Sägeblättern gerechnet worden sind.

Außerdem gibt es grundlegende Unterschiede hinsichtlich der Konstruktion und des Betriebs dieser beiden Schneidwerkzeuge. Zu den wesentlichen Unterschie­ den zwischen Bandsägebändern und Lochsägen zählen die Planheit und Flexibi­ lität der ersteren gegenüber der Zylinderform und Steifheit der letzteren sowie die lineare Bewegung der ersteren gegenüber der Drehbewegung der letzteren. Nur ein relativ kleiner Teil der Zähne einer Bandsäge kommt gleichzeitig mit dem zu schneidenden Werkstück in Berührung, während alle Zähne einer Lochsäge beim Schneiden mit dem zu bearbeitenden Werkstück in Berührung kommen. Bandsä­ gebänder sind wegen ihrer Planheit von Natur aus empfindlich für Vibrationen und seitliche Abweichungen oder Vibrationen, während Lochsägen wegen ihrer Zylin­ derform, wesentlich höheren Steifheit und den ganzen Umfang umfassenden Schneidbewegung nicht von Natur aus empfindlich für seitliche Abweichungen oder Vibrationen sind.

In Anbetracht der grundlegenden Unterschiede zwischen Bandsägen und Loch­ sägen und des offensichtlichen Versäumnisses der Fachleute für Bandsägen oder für Lochsägen, die Umwandelbarkeit einiger Aspekte der Bandsägebandtechnolo­ gie für Lochsägen zu erkennen, überrascht es nicht, daß in den letzten Jahren keine wesentlichen Änderungen an Lochsägen vorgenommen worden sind. In diesem Zusammenhang bezieht sich das am 2. Mai 1995 erteilte US-Patent Nr. US 5.410.935 A auf Sägeblätter und beschäftigt sich mit der Überwindung der Probleme der Vibration und des Wackelns von Sägeblättern, wobei eine Sägeblattkonstruk­ tion geschaffen wird, die schwer zu schneidende Materialien, zum Beispiel rost­ freien Stahl, schneiden kann. Dieses Patent wurde derselben "Person erteilt, die auch Inhaber der vorliegenden Anmeldung ist, und wie in so vielen früheren Sä­ geblattpatenten wurde auch hier kein Bezug auf Lochsägen genommen. Für ge­ wöhnlich hat ein Sägeblatt sich wiederholende Zahngruppen, und obwohl die An­ zahl, die Zahnart und die Anordnung der einzelnen Zähne bei unterschiedlichen Sägen variieren können, gibt es bestimmte Merkmale, die allen solchen Gruppen eigen sind.

Für gewöhnlich beginnt jede Gruppe mit einem Räumzahn, hinter dem sich immer die gleiche Anzahl von wechselweise geschränkten Zähnen befindet, zum Beispiel vier oder sechs, die entgegengesetzt geschränkte Zahnpaare aufweisen. Bei den meisten Sägeblättern sind die Zähne des Vorderpaars für gewöhnlich länger und weniger stark geschränkt als die Zähne des Hinterpaars/der Hinterpaare, die im allgemeinen kürzer und stärker geschränkt sind. Weil diese Gruppenmerkmale als wichtig für die Minimierung der Vibration oder des Wackelns der Zähne des Säge­ blatts angesehen werden, wiederholen sie sich konstant entlang der gesamten Schneidkante des Blatts. Ungefähr im Juli 1995 wurden Auswertungen hinsichtlich der Erfindung der vorliegenden Anmeldung vorgenommen. Es war nur ein Ergeb­ nis dieser gleichzeitigen Auswertungen durch dieselbe Person, daß es als ange­ bracht erachtet wurde, die Verwendung von verschiedenen zuvor auf ebene Blät­ ter, insbesondere auf Bandsägebänder, beschränkten Sägezahnanordnungen bei Lochsägen zu bewerten. Die äußerst günstigen Ergebnisse dieser Auswertungen haben auf unerwartete Art und Weise gezeigt, daß die Leistungsfähigkeit der hierin offenbarten Lochsägen sehr viel höher als die der herkömmlichen, gegen­ wärtig im Handel erhältlichen Lochsägen ist, und stellen einen starken Anreiz zur Herstellung und Vermarktung eines höherwertigen neuen Lochsägensortiments sowie eine plausible Grundlage für die Einreichung dieser Anmeldung dar.

Offenbar hatten die Fachleute bis dahin nicht erkannt, daß der steife und zylindri­ sche "plätzchenausstechformartige" Lochsägetyp von der Verwendung bestimmter Zahnanordnungen der flexibleren linearen Sägeblätter profitieren würde.

Aufgabe dieser Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten zylindrischen Lochsäge mit einer Schneidzahnanordnung, die die Lebensdauer beim Schneiden von Materialien wie zum Beispiel rostfreiem Stahl verlängern soll, wobei zusätzlich beim Schneiden von Löchern durch verschiedene Materialien, eine verbesserte Schnittgeschwindigkeit und Werkzeuglebensdauer erreicht werden soll.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Bei zylindrischen Schneidwerkzeugen des erfindungsgemäßen Typs weist eine Kante des Zylinders sich wiederholende Zahngruppen auf. Jede Zahngruppe weist mehrere einzelne Zähne auf, die eine beliebige Anordnung hinsichtlich ihrer Höhe sowie des Betrags und der Richtung ihrer radialen Versetzung haben. Au­ ßerdem können zum Beispiel die Zähne jeder Gruppe von einer Anordnung ab­ weichen, in der jeder von zwei geschränkten Zähnen radial von entgegengesetz­ ten Seitenoberflächen des zylindrischen Werkzeugkörpers nach außen versetzt sein kann. In einer anderen Anordnung kann ein vorherbestimmter Teil der Anzahl der geschränkten Zähne in jeder Gruppe fortlaufend entlang einer Seite der Zylin­ ders und der restliche Teil der Zähne fortlaufend entlang der anderen Kante des zylindrischen Körpers der Lochsäge angeordnet sein. Das Hauptkriterium ist, daß die Schneidkante jedes Zahns der Gruppe auf einer Drehoberfläche angeordnet ist, die eine andere als die der anderen Zähne der Gruppe ist. Bei dieser Kon­ struktion wird die Schneidkante jedes Zahns durch die Schneidkanten der vor ihm angeordneten Zähne der Gruppe weder teilweise noch vollständig überlagert. Man kann also sagen, daß jeder Zahn einen summierten Schränkungsabstand hat, der mindestens so groß wie die Anzahl der Zähne in jeder Gruppe ist.

Fig. 1 ist ein Seitenriß, teilweise im Schnitt, eines Lochsägetyps, der eine Ausfüh­ rungsform dieser Erfindung ist;

Fig. 2 ist ein Aufriß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung entlang der Linie 2-2 in Fig. 6 in einem stark vergrößerten Maßstab;

Fig. 3-5 sind Ansichten in einem vergrößerten Maßstab ähnlich wie in Fig. 2, die drei andere Ausführungsformen dieser Erfindung zeigen;

Fig. 6 ist eine Unteransicht der Lochsäge in einem vergrößerten Maßstab, die die Zahngruppe aus Fig. 3 zeigt;

Fig. 7 und 8 sind Aufrisse in einem vergrößerten Maßstab entlang der Linie 7-7 in

Fig. 9 und entlang der Linie 8-8 in Fig. 10, die zwei weitere Ausführungsformen dieser Erfindung zeigen;

Fig. 9 ist eine Unteransicht der Lochsäge mit einer in Fig. 7 dargestellten Zahn­ gruppe, und

Fig. 10 ist eine Ansicht ähnlich wie in Fig. 9, die die in Fig. 8 dargestellte Zahn­ gruppe zeigt.

In Fig. 1 wird eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung gezeigt, in der ein zylindrisches Schneidwerkzeug bzw. eine Lochsäge allgemein mit 8 bezeich­ net ist. Das Schneidwerkzeug weist einen allgemein steifen, für gewöhnlich aus Werkzeugstahl bestehenden Metallzylinder 9 mit einem aus einer Mitnehmer­ scheibe 10 (siehe Fig. 6) gebildeten geschlossenen Ende auf, eingerichtet für die Verbindung mit einer Welle 13, verbunden mit einer Mitnehmerscheibe 10 mittels einer zentralen Öffnung 5, eingerichtet für die Aufnahme eines Bohrers 7, und mittels zweier exzentrisch angeordneter Öffnungen 17, eingerichtet für die Auf­ nahme von Mitnehmerstiften, die sich von der Welle einer Elektro- oder Säulen­ bohrmaschine erstrecken, wie zum Beispiel in den US-Patenten US 5.154.552 A und US 5.246.317 A offenbart. Wie es bei der Verwendung solcher Lochsägen üb­ lich ist, erstreckt sich ein Pilotbohrer 7 von der Schneidkante der Lochsäge vom Drehzentrum aus nach außen. Der Bohrer 7 führt die Lochsäge bei deren Kon­ taktaufnahme mit dem Werkstück und hält die Lochsäge während der Anfangs­ phase des Schneidvorgangs in der Schneidrichtung. Die äußere Kante des Zylin­ ders 9 ist eine Sägezahnschneidkante 12, die eine von vielen verschiedenen Sä­ gezahnanordnungen aufweisen kann, wie das in einem stark vergrößerten Maß­ stab in Fig. 2-7 dargestellt ist. Außerdem wird die Sägezahnkante des Zylinders 9 durch eine äußere Oberfläche 11 und eine innere Oberfläche 15 begrenzt, die koaxial um die Mittelachse oder das geometrische Zentrum x des Zylinders ange­ ordnet sind.

Diese Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine der Anordnungen von sich wiederholenden Gruppen von Sägezähnen (siehe Fig. 2-7) und verschiedene Modifizierungen davon. Die Sägezahnkante 12 kann Gruppen mit einem unge­ schränkten Räumzahn 21 einschließen, der in der Drehrichtung a (siehe Fig. 1) des Schneidwerkzeugs vor den geschränkten Zähnen angeordnet ist. Der Räum­ zahn 21 kann die gleiche Höhe wie ein oder beide Paare der geschränkten Zähne haben (siehe Fig. 2 bzw. Fig. 3) oder höher als beide Hinterzahnpaare 22 und 23 sein (siehe Fig. 4). Der Räumzahn hat, wie auch die anderen erfindungsgemäßen Zähne in der Gruppe, eine Schneidkante 21', die in einer Drehoberfläche oder einem "Abspanweg" angeordnet ist, die bzw. der sich von allen anderen Dreho­ berflächen oder "Abspanwegen" der Sägezahngruppe der Lochsäge unterschei­ det. Die in Fig. 5 gezeigte Lochsäge ähnelt im allgemeinen der in Fig. 4 gezeig­ ten, außer daß kein Räumzahn 21 vorhanden ist und sie außerdem, wie zu sehen ist, mindestens einen zusätzlichen Zahn je Gruppe haben kann, der radial versetzt sein kann, so daß er sich je nach beabsichtigter Funktion entweder von der inne­ ren oder der äußeren Oberfläche 28 bzw. 29 erstreckt. In diesem Zusammenhang kann sich ein einzelner Zahn, zum Beispiel 28 in Fig. 5, in jeder Zahngruppe be­ finden, der sich von der inneren Oberfläche 15 der Lochsäge nach innen er­ streckt, um die Entfernung des Ausschnitts oder Pfropfens p. (siehe Fig. 1) aus der Lochsäge zu erleichtern. Ein Zahn wie 28 verkleinert den äußeren Umfang auf einen kleineren Außendurchmesser im Vergleich zu anderen Fällen, so daß der Pfropfen p problemlos aus der Lochsäge entfernbar ist bzw. aus dieser fällt, wenn das Werkstück durchschnitten ist.

Es wurde auch herausgefunden, daß bei Lochsägen die Zähne, die sich von der äußeren Oberfläche der Lochsäge nach außen erstrecken, einem größeren Ver­ schleiß ausgesetzt sind, so daß es vom Standpunkt der erhöhten Lebensdauer der Schneidkante wünschenswert sein könnte, einen zusätzlichen Zahn 29 (siehe Fig. 5) in jeder Gruppe anzuordnen, der sich von der äußeren Oberfläche 11 der Lochsäge nach außen erstreckt (siehe Fig. 5). Für den Fachmann ist ersichtlich, daß ein einzelner Zahn des gezeigten und beschriebenen Typs auch in jede ande­ re in Fig. 2-4, 7 und 8 gezeigte Zahngruppe einschließbar ist.

Wie in den Querschnitten der Fig. 2-7 festzustellen ist, sind alle Schneidkanten 21'-26' als gerade Linien dargestellt. Man muß jedoch sehen, daß diese Linien lediglich einen Augenblickszustand darstellen, da daß Werkzeug 8 um seine Mit­ telachse x gedreht wird. Es ist von Bedeutung, daß jede Linie 21'-25' eine Dreho­ berfläche repräsentiert. Im Fall der Kante 21' ist die Drehoberfläche ein Kreisring, während jeder andere Schneidzahn einen Abspanweg oder eine Drehoberfläche von konischer Gestalt haben würde. Es ist außerdem festzustellen, daß jeder ko­ nische Abspanweg unabhängig von allen anderen Abspanwegen verläuft. Weiterhin beträgt der Schränkungsabstand der Schneidkante jedes der ersten Hinter­ zähne 22 und 23 einer Gruppe von vier geschränkten Zähnen ca. 50% des Schränkungsabstands jedes der zweiten Hinterzähne 24 und 25. Die Wichtigkeit dieser Beziehung besteht darin, daß keine der Schneidkanten 22'-25' einer ande­ ren Schneidkante nacheilt oder durch eine solche andere Kante überlagert wird, die in derselben Drehoberfläche wie eine der Kanten 22'-25' beweglich ist. Vom Standpunkt der "Schnittiefe" der Zähne in einer solchen Anordnung ist festgelegt worden, daß jeder Zahn der Gruppe einen summierten Schränkungsabstand von fünf hat, womit davon ausgegangen wird, daß alle Zähne Späne von gleicher Größe vom Werkstück abheben. Jeder Zahn in jeder sich wiederholenden Gruppe hebt also Späne von allgemein einheitlicher Größe, also einheitlicher Tiefe und Breite, über ungefähr den gleichen Zeitraum ab, ohne daß der Abschneider beim periodischen Entfernen der Späne übermäßig stark gerüttelt werden muß.

Zusätzlich zu den Sägezahnanordnungen in Fig. 2-5 liegt es im Schutzbereich dieser Erfindung, die Reihenfolge der Zähne 22 und 23 sowie der Zähne 24 und 25 umzukehren, wodurch die Reihenfolge der geschränkten Zähne links, rechts, links, rechts oder umgekehrt sein kann.

Beim Betrieb der Lochsäge 8 gleichen sich nach außen gerichtete Kräfte f' (siehe Fig. 6) auf die nach innen versetzten Zähne 24 und nach innen gerichtete Kräfte f' auf die nach außen versetzten Zähne 25 gegenseitig aus, zum Beispiel, wenn sie auf die Seiten einer in einem gerade bearbeiteten Werkstück gebildeten Kerbe treffen. Solche Kräfte reichen in Kombination mit der strukturellen Steifheit von Lochsägen aus, um solche Lochsägen gegen Abweichungen, Wackeln oder Vi­ brationen in seitlicher Richtung, die bei ebenen Sägen üblich sind, zu stabilisieren.

Solange eine bestimmte Zahnanordnung als gemeinsamen Nenner die folgenden Kennwerte hat, liegt sie im Schutzbereich dieser Erfindung: Jede Zahngruppe weist mindestens vier Zähne 22, 23, 24, 25 auf, die auf einer oder beiden Seiten des Zylinders 9 radial zueinander versetzt sind. Die Zähne 22-25 müssen nicht, wie bisher üblich, in Paaren oder wechselweise auf beiden Seiten der Gruppe angeordnet sein und können eine beliebige Reihenfolge haben. Außerdem befindet sich die Schneidkante jedes Zahns der Gruppe allgemein in einer Drehoberfläche, die getrennt und unterschieden von den Drehoberflächen der anderen Schneid­ kanten der Zähne in der Gruppe ist.

Es liegt ebenfalls im Schutzbereich dieser Erfindung, Gruppen mit vier oder sechs Zähnen zu verwenden, wobei eine Hälfte der Zähne der Gruppe so angeordnet ist, daß sich die radial versetzten Zähne von derselben Seitenoberfläche des Zy­ linderabschnitts 9 der Lochsäge 8 nach außen erstrecken. Der Rest bzw. die an­ dere Hälfte der Zahngruppe kann sich von der anderen Seitenoberfläche 11 der Lochsäge nach außen erstrecken. Ein Räumzahn 21 ist zwischen den Hälften der Zahngruppe verwendbar.

Fig. 7 und 9 zeigen eine Anordnung einer Gruppe mit fünf Zähnen, die einen Räumzahn 21 und vier radial versetzte Zähne 22-25 aufweist, wobei die Vorder­ zähne 22 und 23 niedriger und stärker geschränkt sind, während sich die höheren und weniger stark versetzten Zähne 24 und 25 relativ zur Drehrichtung der Loch­ säge in der hinteren Position befinden.

Fig. 8 und 10 zeigen als eine Ausführungsform dieser Erfindung eine Gruppe mit sieben Zähnen, die einen Räumzahn 21 und sechs radial versetzte Zähne 22-27 aufweist. Die ersten Zähne der Gruppe, also die Zähne 23, 25 und 27, sind alle von derselben Seite der zylindrischen Außenoberfläche 11 des Zylinderabschnitts der Säge 8 nach außen versetzt. Die restlichen drei Zähne dieser Zahngruppe, also die Zähne 22, 24 und 26, sind alle ähnlich wie die ersten drei Zähne der Gruppe angeordnet, außer daß sie alle von der inneren Oberfläche 15 des Zylin­ ders 9 oder der Lochsäge 8 radial nach innen versetzt sind. Ein Räumzahn 21 kann wahlweise zwischen dem letzten Zahn 27 der ersten Teilgruppe und dem ersten Zahn 22 der zweiten Teilgruppe angeordnet sein. Die jeweiligen Schneid­ kanten 23', 25'-27' jedes der Zähne, die mit den gleichen Bezugszahlen bezeich­ net sind, sollen sich im Drehweg befinden, wenn sich die Lochsäge um ihre Dreh­ achse x' dreht.

Außerdem beträgt die radiale Versetzung der Schneidkante des ersten, minimal versetzten Zahns 22 ca. ein Drittel bzw. 33% der Versetzung des Hinterzahns 26, der am weitesten versetzt ist, während der zweite Hinterzahn 24 mit mittlerer Ver­ setzung einen Schränkungsabstand von zwei Dritteln bzw. 67% der Schränkung des Zahns 26, der am weitesten versetzt ist, hat. Andererseits ist das Ausmaß der radialen Versetzung jedes Zahns der Gruppe mit fünf Zähnen unter Einschluß von zwei geschränkten Zähnen auf jeder Seite der Lochsäge dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zahn mit der minimalen bzw. geringeren radialen Versetzung eine Ver­ setzung von ca. der Hälfte bzw. 50% der Versetzung des maximal versetzten Zahns hat.

Erfindungsgemäß hergestellte Lochsägen wurden unter realen Betriebsbedingun­ gen getestet, um sie mit den ihnen am nächsten kommenden marktüblichen Lochsägen zu vergleichen. In jedem vergleichenden Test, deren Ergebnisse wei­ ter unten in Tabellenform dargestellt sind, hatten die vergleichbaren Lochsägen, im folgenden als "Standardlochsägen" bezeichnet, ein variables Schränkungsmu­ ster von 4/6 Zähnen je Inch (je 2,54 cm) mit Zähnen von gleicher Höhe und Größe der Schränkung. Die Zahnabstände waren: 0,168, 0,186, 0,230, 0,250, 0,240, 0,208, 0,176, woraus sich ergab: 1/0,168 = 5,98 und 1/0,250 = 4. Diese Ergebnis­ se wurden auf die jeweils nächste ganze Zahl gerundet und dazu verwendet, die Standardlochsäge als eine Säge mit einem variablen Schränkungsmuster von 4/6 Zähnen je Inch zu bezeichnen. Lochsägen, die Ausführungsformen dieser Erfin­ dung darstellen und in den Testdatentabellen als verbesserte Lochsägen" be­ zeichnet werden, hatten Zahnabstände von 0,203, 0,231, 0,261, 0,246, 0,218, woraus sich ergab: 1/0,203 = 4,93 und 1/0,261 = 3,83. Nach der Rundung ergab sich ein variables Schränkungsmuster von 4/5 Zähnen je Inch (je 2,54 cm). Der einzige Unterschied bestand darin, daß anders als bei der Schränkung der gete­ steten Lochsägen die Zähne der verbesserten Lochsäge erfindungsgemäß ge­ schränkt waren. Insbesondere schlössen die Zähne, wie in Fig. 2 gezeigt, einen vorderen Räumzahn 21 ein, gefolgt von zwei gering geschränkten Zähnen 22 und 23, die vor ihrer Schränkung so hoch wie der Räumzahn waren und denen wie­ derum zwei kürzere und stärker geschränkte Hinterzähne 24 und 25 folgten.

Es wurden drei separate Gruppen von Tests durchgeführt: Die erste Gruppe um­ faßte Lochsägen mit einem Durchmesser von 2 Inch (5,08 cm), die zweite Gruppe Sägen mit einem Durchmesser von 1,5 Inch (3,81 cm) und die dritte Gruppe Sä­ gen mit einem Durchmesser von 1 Inch (2,54 cm). Bei jedem Test schnitten die Lochsägen ein 0,100-Inch-Werkstück aus rostfreiem Stahl 304 auf einer Säulen­ bohrmaschine, die mit einer Schnittgeschwindigkeit von 228 Umdrehungen je min. und Vorschubkraft von 100 Pfund (45,5 kg) ohne Schmiermittel arbeitete. In jeder der drei Testgruppen wurden fünf verbesserte und fünf Standardlochsägen zum Vergleich ihrer Schnittzeit und Lebensdauer betrieben. Beim Vergleich der Loch­ sägen mit einem Durchmesser von 2 Inch (5,08 cm) wurden die Standardlochsä­ gen genauso bis zum Defekt betrieben wie die verbesserte Lochsägen. Die ver­ besserten Lochsägen zeigten jedoch gegenüber den Standardlochsägen bemer­ kenswerte Verbesserungen von ca. 50% bei der Lebensdauer und 36% bei der durchschnittlichen Schnittzeit.

Die Standard- und die verbesserten Lochsägen mit einem Durchmesser von 1 Inch (2,54 cm) und 1,5 Inch (3,81 cm) wurden wie oben beschrieben getestet. Die Standardlochsägen wurden bis zum Defekt betrieben. Bei den verbesserten Loch­ sägen wurden die Tests nach 50 Schneidvorgängen beendet, obwohl die verbes­ serten Lochsägen in allen Fällen noch für weitere Schneidvorgänge verwendbar gewesen wären. Bei allen drei Tests wurde herausgefunden, daß die erfindungs­ gemäßen Lochsägen den Standardlochsägen hinsichtlich Lebensdauer und schnellerer Schnittzeit weit überlegen waren. In der Tat zeigten die verbesserten Lochsägen hinsichtlich der durchschnittlichen Anzahl der Schneidvorgänge eine Verbesserung von ca. 170% und hinsichtlich der Schnittzeit von 27% gegenüber den Standardlochsägen. Schließlich zeigten in der Gruppe mit einem Durchmes­ ser von 1 Inch (2,54 cm) die verbesserten Lochsägen hinsichtlich der durch­ schnittlichen Anzahl der Schneidvorgänge eine Verbesserung von ca. 400% und hinsichtlich der Schnittzeit von 34% gegenüber den Standardlochsägen. Die Te­ stergebnisse sind in den folgenden Tabellen abzulesen:

Durchmesser der Lochsägen

2 Inch (5,08 cm)

Durchmesser der Lochsägen

1,5 Inch (3,81 cm)

Durchmesser der Lochsägen

1 Inch (2,54 cm)

Wider Erwarten waren die Testergebnisse weitaus besser als vom Anmelder er­ wartet. Nach der Überprüfung und Bestätigung der Ergebnisse wurde beschlos­ sen, ein erfindungsgemäßes Lochsägensortiment herzustellen und zu vermarkten.

Zwar ist die vorliegende Erfindung hinsichtlich einer exemplarischen Ausfüh­ rungsform gezeigt und beschrieben worden, doch sollte es für den Fachmann er­ sichtlich sein, daß man die vorerwähnten und verschiedene weitere Veränderun­ gen, Weglassungen und Zusätze im Hinblick auf Form und Detail vornehmen kann, ohne vom Sinn der Erfindung abzuweichen oder ihren Schutzbereich zu verlassen.

Claims (8)

1. Schneidwerkzeug von allgemein zylindrischer Form, drehbar um eine Mitte­ lachse, begrenzt durch koaxiale innere und äußere Oberflächen und eine Sägezahnschneidkante, letztere allgemein begrenzt durch die Oberflächen und aufweisend mehrere sich wiederholende Zahngruppen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zahngruppe mindestens vier Sägezähne einschließt, die Schneid­ kanten haben, die von den inneren und äußeren Oberflächen nach innen und außen radial versetzt sind, wobei die Zähne hintereinander in der Dreh­ richtung des Werkzeugs angeordnet sind, die Schneidkante jedes Zahns der Gruppe allgemein in einer von den Drehoberflächen der anderen Schneid­ kanten der Zähne in der Gruppe getrennten und unterschiedenen Drehober­ fläche angeordnet ist und die Zähne variabel radial versetzt sind, so daß die Schneidkante jedes Zahns der Gruppe einen wirksamen Abschnitt ein­ schließt, der durch keinen Abschnitt der Zähne überlagert wird, die dem Zahn bei der Drehbewegung vorauseilen, wodurch jeder Zahn, wenn er sich mit einer bestimmten Drehgeschwindigkeit relativ zum Werkstück bewegt und mit einem bestimmten Druck in dieses hineingetrieben wird, einen Span abhebt, der allgemein die gleiche Dicke und Breite wie die von jedem ande­ ren Zahn der Gruppe abgehobenen Späne hat.

2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zahngruppe außerdem einen vorderen Räumzahn einschließt.

3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der hintereinander angeordneten Zähne der Gruppe eine wesent­ lich andere Höhe als jeder andere Zahn hat, der von derselben Seite des Zy­ linders nach außen versetzt ist.

4. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zahngruppe einen nichtversetzten Vorderzahn einschließt.

5. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zahngruppe einen Räumzahn und mindestens vier radial versetzte Zähne aufweist, wobei mindestens zwei der letztgenannten Zähne einen vorherbestimmten Versetzungsabstand von der angrenzenden Seitenober­ fläche des Abschneiders haben, so daß die wirksamen Schneidkantenab­ schnitte der Zähne radial ungefähr gleich sind.

6. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zahngruppe einen Räumzahn und mindestens vier Hinterzähne aufweist, wobei mindestens zwei der Hinterzähne von entgegengesetzten Seiten der inneren und äußeren Oberflächen des Schneidwerkzeugs radial versetzt sind, die ersten Hinterzähne vor ihrer Versetzung ungefähr die glei­ che Höhe wie der Räumzahn haben und mindestens zwei zusätzliche Hin­ terzähne stärker radial versetzt und kürzer als die ersten Hinterzähne sind, wobei die Versetzung der ersten Hinterzähne ca. 50% der Versetzung der zweiten Hinterzähne beträgt.

7. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Zahngruppe mindestens sechs radial versetzte Zähne einschließt und drei dieser Zähne von einer der Seitenoberflächen radial nach außen in variablen Abständen versetzt sind, die durch maximale, minimale und mittle­ re radiale Versetzung gekennzeichnet sind, und dadurch gekennzeichnet,
daß die wirksamen Schneidkantenabschnitte der Zähne mit minimaler und mittlerer Versetzung ca. ein Drittel und zwei Drittel der maximalen Verset­ zung der Zähne mit maximaler Versetzung haben.

8. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sägezahnschneidkante mehrere sich wiederholende Gruppen von Sägezähnen aufweist, wobei von den inneren und äußeren Oberflächen aus eine Hälfte dieser Vielzahl von Zähnen nacheinander nach innen und die andere Hälfte nach außen versetzt ist.