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Die
Erfindung betrifft ein Sägeblatt,
insbesondere Bandsägeblatt
zum Schneiden von Strukturwerkstoffen, mit einer Mehrzahl von wechselseitig angeordneten
Zähnen,
wobei jeweils ein Zahn eine Ausbiegung relativ zu zwei orthogonal
zueinander durch eine Längsachse
des Sägeblatts
verlaufenden Raumebenen aufweist, wobei die Ausbiegung einen zu
einer Horizontalebene um eine Achse in der Horizontalebene geneigten
Winkel aufweist, und wobei die Achse um einen in Sägerichtung
offenen Winkel gegenüber
einer Vertikalebene geneigt ist, und eine Zahnkontur zwischen einer
Zahnspitze und einer Zahnbrust eine Schneide mit einem negativen
Spanwinkel aufweist, der von einem Spanwinkel der Zahnbrust abweicht.
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Sägeblätter, insbesondere
Bandsägeblätter, werden
regelmäßig zum
Schneiden von Strukturwerkstoffen verwendet, insbesondere zur wirtschaftlichen
Herstellung von relativ dünnwandigen
Scheiben aus einem großen
Strukturwerkstoffblock. Strukturwerkstoffblöcke werden beispielsweise aus
miteinander verklebten Aramidpapierlagen, welche in mehreren Arbeitsgängen in
Phenolharz getränkt
und ausgehärtet
werden, gebildet. Um ein besonders geringes Volumengewicht des Strukturwerkstoffs
zu erzielen, wird der Strukturwerkstoffblock vor dem Tränken auseinander
gezogen, so dass in einer Richtung quer zum Strukturverlauf des
Strukturwerkstoffblocks eine wabenartige Raumstruktur ausgebildet
wird. Zur Fertigung von beispielsweise Leichtbauteilen für die Flugzeugbauindustrie
wird der Strukturwerkstoffblock in Querrichtung in relativ dünne Scheiben
geschnitten, wobei die Scheiben beidseitig mit beispielsweise einem
Aluminiumblech beklebt werden. Die jeweiligen Seitenflächen einer
Strukturwerkstoffscheibe zeigen eine wabenartige Struktur, da ein Schnitt
mit einem Sägeblatt
quer zum Strukturverlauf und somit quer zur Faserrichtung des Aramidpapiers verläuft. Nachteilig
ist hier, dass die Strukturwerkstoffplatte bzw. deren Aramidpapierkanten,
welche eine Oberfläche
der Strukturwerkstoffplatte bilden, ausfasern bzw. Ausrisse und
Grate zeigen. Eine vollflächige
Verklebung der Seitenfläche
der Strukturwerkstoffplatte ist dann nicht mehr in ausreichender bzw.
reproduzierbarer Qualität
möglich.
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Die
zum Schneiden von Strukturwerkstoffplatten bekannten Sägeblätter weisen
eine in Sägerichtung
orientierte Sägezahngeometrie
auf, die aus einem Sägeblatt
bzw. -band herausgestanzt wird. Die Sägezähne verfügen dann über eine als Zahnspitze ausgebildete
Oberkante, die im Wesentlichen durch Abschaben von Material einen
Sägespalt
ausbildet. Um ein Verklemmen des Sägeblatts zu vermeiden, sind
die Sägezähne wechselseitig
geschränkt,
so dass ein ausreichender Freiraum für das Sägeblatt im Sägespalt
geschaffen wird. Ein weiterer Nachteil derartiger Sägeblätter ist,
dass deren Standzeit relativ kurz ist, so dass nach wenigen Schnitten
an einem Strukturwerkstoffblock das Sägeblatt ausgewechselt werden
muss. Auch treten regelmäßig Ungenauigkeiten
im Schnittverlauf auf, so dass eine Strukturwerkstoffplatte unvorteilhaft
abweichende Profildicken aufweisen kann. Beim Schneiden selbst kann es
auch zu Abrissen von miteinander verklebten Aramidpapieren kommen.
Insbesondere durch die Schränkung
der Sägezähne können Ungleichmä ßigkeiten
in der Schnittbreite des Sägeblatts
entstehen, die unter anderem Ursache für die vorgenannten Probleme
sein können.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Sägeblatt
vorzuschlagen, das sich insbesondere zum Schneiden von Strukturwerkstoffen
eignet, wobei das Sägeblatt
im Vergleich zu herkömmlichen
Sägeblättern eine
verringerte Gratbildung bzw. Ausrisse an einer Schnittkante des
Werkstoffs bewirken soll. Weiter soll mit dem Sägeblatt eine hohe Schnittgenauigkeit
ermöglicht
werden und das Sägeblatt
soll eine lange Standzeit aufweisen sowie kostengünstig in
der Herstellung sein.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Sägeblatt
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Sägeblatt,
insbesondere Bandsägeblatt
zum Schneiden von Strukturwerkstoffen, weist eine Mehrzahl von wechselseitig angeordneten
Zähnen
auf, wobei jeweils ein Zahn eine Ausbiegung relativ zu zwei orthogonal
zueinander durch eine Längsachse
des Sägeblatts
verlaufenden Raumebenen aufweist, wobei die Ausbiegung einen zu
einer Horizontalebene um eine Achse in der Horizontalebene geneigten
Winkel aufweist, und wobei die Achse um einen in Sägerichtung
offenen Winkel gegenüber
einer Vertikalebene geneigt ist, und eine Zahnkontur zwischen einer
Zahnspitze und einer Zahnbrust eine Schneide mit einem negativen
Spanwinkel aufweist, der von einem Spanwinkel der Zahnbrust abweicht.
So ist vermittels der Ausbiegung in vorteilhafter Weise ein Freiwinkel
für die Schneide
ausbildbar, wobei die Ausbiegung auch ein Verklemmen des Sägeblatts
in einem Sägespalt
verhindert. Insbesondere durch die Anordnung der Schneide mit einem
negativen Spanwinkel ergibt sich in Sägerichtung ein relativ kleiner
Schnittwinkel, wodurch eine besonders hohe Schnittleistung erzielbar ist.
Bedingt durch den negativen Spanwinkel erfolgt vor Eingriff der
Zahnspitze in ein Material ein Vorschnitt durch die Schneide. Ein
Materialabtrag erfolgt aufgrund der Zahngeometrie ausschließlich durch Schneiden
und mit der Schneide. Im Ergebnis sind so vergleichsweise genaue
Sägeschnitte
mit minimaler Grat- bzw. Ausrissbildung bei einer langen Standzeit des
Sägeblatts
möglich.
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Als
besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn eine Zahninnenseite
und eine Zahnaußenseite einen
Anschliff aufweisen. So können
beispielsweise definierte Winkel einer Zahngeometrie des Zahns mit hoher
Genauigkeit ausgebildet werden.
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In
einer Ausführungsform
des Sägeblatts kann
die Schneide eine Fase der Zahnkontur ausbilden. Die Schneide ist
so einfach durch einen linearen Anschliff ausbildbar.
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In
einer weiteren Ausführungsform
eines Sägeblatts
kann die Schneide eine Rundung oder einen Radius der Zahnkontur
ausbilden. Ein Übergang
zwischen einem Zahnrücken,
der Schneide und der Zahnbrust kann infolgedessen ohne Kanten ausgebildet
werden. Eine derartige Schneide kann insbesondere die Standzeit,
die Laufruhe und die Grat- bzw. Ausrissbildung besonders positiv
beeinflussen.
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Bildet
die Zahnbrust einen negativen Spanwinkel der Zahnkontur aus, ist
die Standzeit des Sägeblatts
weiter verlängerbar,
da die Gefahr eines Ausbrechens von Zähnen verringert wird. Auch
können
unerwünschte
Ansammlungen von Materialspänen
besonders leicht vermieden werden, da die Späne sich aufgrund des negativen
Spanwinkels besonders leicht vom Sägeblatt lösen. Darüber hinaus ist ein Übergang
zwischen Zahnbrust und Schneide in einem relativ stumpfen Winkel
der Zahnkontur möglich,
wodurch ein ruhiger Lauf des Sägeblatts
weiter verbessert werden kann.
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In
einem Zahngrund zwischen der Zahnbrust und einem Zahnrücken eines
weiteren Zahns kann eine Rundung oder ein Radius der Zahnkontur
ausgebildet sein. Unzuträgliche,
die Stabilität
des Sägeblatts
negativ beeinflussende Spannungsspitzen können so vermieden werden. Auch
ist ein derartiger Zahngrund vermittels Schleifen einfach herstellbar, wobei
darüber
hinaus eine Räumung
eines Sägespalts
von Spänen
günstig
beeinflusst werden kann.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
kann der Anschliff der Zahninnenseite einen Spanwinkel ausbilden,
wobei der Anschliff zumindest im Bereich der Schneide verläuft. Die
Schneide kann so vermittels des Anschliffs besonders einfach ausgebildet werden.
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Verläuft der
Anschliff der Zahninnenseite im Wesentlichen entlang der Zahnkontur,
kann ein Zahn bzw. dessen Zahnkontur vollständig vermittels Schleifen ausgebildet
werden, ohne dass neben dem Ausbiegen weitere Arbeitsschritte, wie
zum Beispiel Stanzen, zur Ausbildung der Zahngeometrie notwendig
wären.
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Bildet
der Anschliff der Zahnaußenseite
einen Freiwinkel aus und verläuft
der Anschliff zumindest im Bereich der Schneide, können weiter
verbesserte Schneideigenschaften des Sägeblatts erzielt werden. Insbesondere
durch die Ausbiegung des Zahns können
sich für
verschiedene Zähne
unterschiedliche Freiwinkel ergeben, so dass ein Anschliff des Freiwinkels
die Ausbildung eines definierten Freiwinkels sicherstellen kann.
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Sind
die Zahnspitzen der Zähne
des Sägeblatts
im Wesentlichen äquidistant
zur Vertikalebene, kann ein geometrisch relativ genauer Schnitt
erzielt werden, da eine Breite des Sägeblatts dann über die Länge des
Sägeblatts
relativ gleichmäßig ist.
Unter anderem kann die gleichmäßige Sägeblattbreite durch
einen Anschliff der Zahnaußenseite
eines jeden Zahns des Sägeblatts
erzielt werden.
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Im
Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1a einen
Teilausschnitt eines Sägeblatts in
einer Seitenansicht;
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1b eine
Querschnittansicht des Sägeblatts;
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1c eine
Draufsicht des Teilausschnitts des Sägeblatts.
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Eine
Zusammenschau der 1a, 1b und 1c verdeutlicht
anhand eines Teilausschnitts eines Sägeblatts 10 eine Zahngeometrie
von Zähnen 11, 12,
welche wechselseitig entlang des Sägeblatts 10 ausgebildet
sind. Eine Sägerichtung
ist in den 1a und 1c mit
einem Pfeil gekennzeichnet. Die Schnittansicht in 1b zeigt
einen Querschnitt durch eine Zahnspitze 13 mit Blickrichtung
in Sägerichtung.
Anhand des Zahns 11 wird nachfolgend die Zahngeometrie
beschrieben.
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Der
Zahn 11 ist um einen Winkel β1 gegenüber einer
Horizontalebene H ausgebogen. Der Winkel β1 bildet
dabei gleichzeitig einen Freiwinkel relativ zur Horizontalebene
H. Der Zahn 11 ist ebenso um einen Winkel β2 gegenüber einer
Vertikalebene V ausgebogen. Der Winkel β2 entspricht
einem Freiwinkel relativ zur Vertikalebene V. Eine Zahnkontur 14 wird
im Wesentlichen von einem Zahnrücken 15,
welcher von einer Zahnlücke 16 des
nachfolgenden Zahns 12 bis zur Zahnspitze 13 verläuft, einer Schneide 18,
zwischen der Zahnspitze 13 und einer Zahnbrust 17,
und der Zahnbrust 17, die in einem Zahngrund 19 ausläuft, gebildet.
Der Zahngrund 19 bildet wieder eine Zahnlücke 20 des
Zahns 11 aus. Die Schneide 18 weist einen negativen
Spanwinkel α1 auf, wobei der Spanwinkel α1 größer ist
als ein Spanwinkel α2 der Zahnbrust 17, der in diesem
Ausführungsbeispiel
0° beträgt und in
anderen Ausführungsformen
jede beliebige, sinnvolle Winkelgröße annehmen kann. Der Zahnrücken 15 bildet
relativ zur Horizontalebene H einen Freiwinkel β3 aus,
wobei zwischen der Schneide 18 und dem Zahnrücken 15 ein
Keilwinkel bzw. Schnittwinkel γ gebildet
wird.
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Der
Zahn 11 weist auf einer Zahninnenseite 21 und
auf einer Zahnaußenseite 22 jeweils
einen Anschliff auf. Der Anschliff der Zahnaußenseite 22 bildet
eine Freifläche 23 aus,
die in einem Freiwinkel β4 relativ zur Horizontalebene H geneigt ist.
Alle Freiflächen 23 der
Zähne 11 und 12 sind
derart angeschliffen, dass sich zwischen zwei aufeinander folgenden
Zähnen 11 bzw. 12 zwischen
den Zahnspitzen 13 eine in Sägerichtung gleichmäßige Schnittbreite
B für das
Sägeblatt 10 ergibt.
Eine Distanz der Zahnspitzen 13 relativ zur Vertikalebene
V ist dabei im Wesentlichen gleich groß, so dass alle Zahnspitzen 13 komplementär und jeweils
um einen Zahnabstand N zueinander versetzt angeordnet sind. Auf
der Zahninnenseite 21 bildet der Anschliff, wie in 1a und 1c am
Beispiel des Zahns 12 gezeigt, eine Spanfläche 24 eine
Freifläche 25 und
eine Zahnlückenfläche 26 aus.
Die Schneide 18 wird somit durch den Anschliff der Spanfläche 24 und
der Freifläche 23 ausgebildet.
Die Spanfläche 24 weist
dabei relativ zur Vertikalebene V einen Spanwinkel α3 auf.
Die Zahnlückenfläche 26 verläuft durch
den Zahngrund 19, wobei die Zahnlückenfläche 26 im Bereich
des Zahngrunds 19 gerundet ist.
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Beim
Eingriff des Sägeblatts 10 in
einen hier nicht gezeigten zu sägenden
Werkstoff gelangen zunächst
die Zahnspitzen 13 in Kontakt mit dem Werkstoff, wobei
je nach Vorschub die Schneide 18 oder auch die Zahnbrust 17 teilweise
oder vollständig
zu einem Spanabtrag beiträgt.
Da die Zähne 11, 12 im Bereich
der Schneide 18 in Sägerichtung
des Sägeblatts 10 den
negativen Spanwinkel α1 und relativ zur Vertikalebene V den Spanwinkel α3 aufweisen,
ergibt sich hieraus ein resultierender Spanwinkel mit günstigen
Schneideigenschaften der vergleichsweise kleiner ist als der Spanwinkel α3.
Ein Materialabtrag erfolgt daher im Wesentlichen ausschließlich vermittels Schneiden.
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In
weiteren, hier nicht gezeigten Ausführungsformen eines Sägeblatts
kann eine Schneide als Radius oder Rundung ausgebildet sein. Eine Zahnspitze
wird dann vom obersten Punkt eines Zahns gebildet.