DE3221897A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufbringen von stellitbezuegen durch schweissen auf die zaehne von band- oder kreissaegen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum aufbringen von stellitbezuegen durch schweissen auf die zaehne von band- oder kreissaegenInfo
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Description
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Dr. Tarn y. Bülow
Enrico Vaninetti DipL-ing., Dipl.-Wirtsch.-lng.
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3, Via Stazione Tl5213222d
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Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen von Stellitbezügen durch Schweißen auf die Zähne von Band- oder Kreissägen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Aufbringen von Stellitbezügen durch Schweissen
auf die jeweiligen Zähne von Band- oder Kreissägen, wobei sich an den Aufbringvorgang die üblichen Verfahrensschritte
zum Schleifen oder Schärfen der Bezüge anschließen, um die Säge arbeits- und gebrauchsfähig zu machen.
Die genannten Aufbringvorgänge werden bisher von Hand von Arbeitern vorgenommen, die eine Stellit-Stange einem Brenner
nähern, beispielsweise einem Sauerstoff-Acethylen-Brenner,
bis ein Teil des Stellits schmilzt, wobei man einen Tropfen auf den Rücken des vertikal angeordneten Zahnes fließen läßt.
Während der Abkühlung verschweißt der Tropfen mit dem Rücken des Zahnes und bildet den Bezug, der anschließend gehärtet
oder geschliffen wird. Es ist klar, daß die Durchführung dieses Arbeitsvorganges eine beträchtliche Geschicklichkeit und
Fertigkeit des Arbeiters erfordert, der in der Lage sein muß, den Trafen aus Stellit exakt auf den Rücken des Zahnes fallen
zu lassen, wobei dies so erfolgen muß, daß der Tropfen
aus Stellit sich ausreichend rasch verfestigt, um den Bezug zu bilden. Um diese Schwierigkeit auszuräumen, hat man
bereits daran gedacht, zweiteilige Keramikgefässe zu verwenden, die es ermöglichen, den Stellit-Tropfen aufzufangen,
der vom Arbeiter fallengelassen worden ist. Die Verwendung derartiger Behälter hat jedoch ihrerseits erhebliche
Schwierigkeiten hervorgerufen, und zwar insofern, als sie einerseits das Problem beseitigt haben, den Bezug
in seiner Position bis zur Verfestigung festzuhalten, während sie andererseits andere Schwierigkeiten hervorgerufen
haben, die mit den Bedingungen der Beheizung des Sägeblatts und des Stellits zusammenhängen, die durch ihre Anwesenheit
beeinflußt werden. Aus diesem Grunde hat man die Verwendung von Keramikbehältern fallengelassen und immer
noch zur Kunstfertigkeit von Handwerkern Zuflucht genommen, um die Arbeitsgänge zum Aufbringen von Bezügen vorzunehmen
.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die es ermöglichen, die genannten
Aufbringungsvorgänge automatisch und mit höherer Geschwindigkeit und daher auch bei erhöhter Produktivität sowie
mit. optimaler Zuverlässigkeit durchzuführen, vorzugsweise ohne daß es erforderlich ist, daß der Bedienungsmann während
des gesamten Aufbringungszyklus der Bezüge auf sämtliche Zähne einer Säge eingreift.
Um die gewünschten Resultate zu erzielen, ist gemäß der Erfindung im wesentlichen ein Verfahren zum Aufbringen von
Bezügen aus Stellit auf die Zähne von Band- oder Kreissägen vorgesehen, das sich durch folgende Verfahrensschritte
auszeichnet: Festhalten eines Zahnes der Säge zwischen einem Paar von Platten, die sich einander genähert haben
und zusammen einen Sitz zum Auffangen und Formen des Bezuges
bilden sowie eine Befestigungszone für den Zahn aufweisen; Anordnen des Stellits in vorgegebener Menge in Zuordnung
zum Sitz; Schmelzen des Stellits, wobei eine Form-
gebung im Sitz erfolgt und es auf den Zahn der Säge mittels eines Schweißbrenners mit einem Schweißbogen hoher
Temperatur aufgeschweißt wird; Abwarten der Abkühlung und Verfestigung des Stellits; und Freigabe des Zahnes der
Säge, mit dem überzug.
Das angegebene Verfahren gemäß der Erfindung kann mit seinen wesentlichen Phasen oder Verfahrensschritten in einer
Vorrichtung durchgeführt werden, die erfindungsgemäß so
ausgelegt ist, daß sie zumindest folgende Baugruppen aufweist: ein Paar von Platten, die aufeinander zu und voneinander
weg bewegbar und so ausgelegt sind, daß sie zusammen in angenähertem Zustand einen Hohlraum oder Sitz
zum Auffangen und Formen des Bezuges bilden, der die Zone eines Zahnes der Säge umfaßt, auf dem die Schweißung vorgenommen
wird; eine Einrichtung zur gesteuerten Zuführung von vorgegebenen Mengen von Stellit in Zuordnung zum Sitz,
der von den aneinander angenäherten Platten gebildet wird; sowie eine Schweißgruppe hoher Temperatur. Die Vorrichtung
arbeitet somit in der Weise, daß sie einen Zahn zwischen den beiden Platten festhält, eine vorgegebene Menge an
Stellit, insbesondere eine Stellit-Tablette dem Sitz zuführt, der von den beiden aneinander angenäherten Platten
gebildet wird, eine Beheizung unter Schmelzen und Verschweißen des Stellits mit dem Schweißbrenner hoher Temperatur
vornimmt, insbesondere einem WIG-Schweißbrenner. Anschließend
wird die erforderliche Zeit zur Abkühlung und Verfestigung des Stellits abgewartet und ein Vorschub der
Säge um einen Schritt vorgenommen, der im allgemeinen ei-
3^ nem Zahn in dem Falle entspricht, wo nur ein einziges Paar
von Platten vorgesehen ist. Vorzugsweise ist nach dem SchweißVorgang ein Brenner vorgesehen, um die Beheizung
des Körpers des Sägeblattes durchzuführen und ein Anlassen des Körpers vorzunehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beilie-
gende schematische Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung
zeigt in
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufbringen von Bezügen aus
Stellit auf eine Bandsäge, wobei die Darstellung unter Weglassung von einigen Einzelheiten vorgenommen
ist, um das Verständnis zu erleichtern;
Fig. 2 eine Vorderansicht iier Vorrichtung längs der Linie
II-II der Figur 1;
Fig. 3 einen Schnitt in einer Ebene, die im wesentlichen mit der der Säge zusammenfällt, zur Erläuterung des
Zahnes und des Stellits in der Phase unmittelbar vor dem Schmelzen und dem Schweißen des Stellits;
Fig. 4 einen der Figur 3 entsprechenden Schnitt zur Erläuterung der Phase des Schmelzens und Schweißens des
Stellits;
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V der Figur 3, wobei die Figur 5 mit der Schnittlinie III-III den
Schnitt für Figur 3 angibt;
25
25
Fig. 6 eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt, längs der Linie VI-VI der Figur 3; und in
Fig. 7 und 8 schematische Darstellungen einer möglichen Ausführungsform für die Einrichtung zur Steuerung
der Bewegungen der Halterungsplatten und des Armes, der die Stellit-Tablette in ihre Position am Sitz
des Schmelzvorganges bringt.
wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, auf die zunächst Bezug genommen wird, weist die Vorrichtung auf einem Rahmen 10
eine Arbeitszone 12, die nachstehend näher erläutert und
dargestellt ist, sowie ein aus Trägern 14 und 16 bestehendes Gerüst auf, das so ausgelegt ist, daß es z.B. eine
Bandsäge bzw. ein Sägeband festhalten und positionieren kann. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel haltert der
Träger 14 eine erste horizontale Rolle 18, während eine zweite horizontale Rolle 20 in der Nähe des Fundamentes
des Rahmens 10 angeordnet ist, so daß das Sägeblatt oder Sägeband 22 der Bandsäge um die beiden Rollen 18 und 20
herumlaufen kann, wobei es mit einem seiner Zweige in Zu-Ordnung zur Arbeitszone 12 Vorbeiläuft. Der Zweig der Bandsäge
wird mittels einer Führungsschiene oder Führungsstange 24 festgehalten, die in einstellbarer Weise vom Träger
16 gehaltert ist, wie es schematisch mit der Halterung 26 in Fig. 1 angedeutet ist. Die Führungsstange 24 trägt dabei
mindestens zwei Paare von Rollen 28, die mittels Hebeln
30 auf dem Zweig des Sägeblattes 22, der sich in der Arbeitszone befindet, geschlossen bzw. aufeinander zu bewegt
werden können, um das Sägeblatt exakt längs einer genau vorgegebenen vertikalen Ebene zu positionieren. Es ist
klar, daß in dem Falle, wo der Aufbringvorgang auf Kreissägen vorgenommen wird, die Einrichtungen für die Halterung
der Säge und ihre Anordnung in der Arbeitszone in ent sprechend angepasster Weise ausgebildet sind, um den Eigen
schaften einer derartigen Säge hinreichend Rechnung zu tragen.
Wie sich insbesondere aus den Figuren 3 bis 6 entnehmen läßt, basiert der Schweißvorgang der Bezüge auf der Anwesenheit
eines Paares von Platten 32 und 34, die so ausgelegt sind, daß sie hin- und hergehende Annäherungs- bzw.
Entfernungsbewegungen längs der Doppelpfeile X in Fig. 5 in einer horizontalen Ebene ausführen können. Di** beiden
Platten 32 und 34 bilden dabei in ihrem angenähertem Zustand einen Hohlraum oder Sitz 36, der so ausgebildet ist,
daß er sowohl in der horizontalen Ebene als auch in der
vertikalen Ebene eine ungefähr dreieckige Konfiguration
besitzt und als Form dient, um das Stellit festzuhalten,
das in dem Sitz 36 geschmolzen werden soll. Offensichtlich
enthält der Sitz 36 die Fläche 38 eines Zahnes der Säge, auf den der Bezug aufgebracht wird, wobei die Platten 32
und 34 sich auf dem Sägeblatt 22 in der Weise schließen, daß der Hohlraum bzw. der Sitz 36 im wesentlichen dicht um
den Zahn, insbesondere die vertikale Oberfläche 38 des Zahnes geschlossen ist, bis auf den oberen Bereich des Sitzes
36, der offen ist. In diesen oberen Bereich bringt oder setzt man eine vorgegebene Menge an Stellit, z.B. vorzugsweise
in Form einer Tablette 40 (vgl. Fig. 3, 5 und 6), die in dieser Position geeignet ist, mit einem Brenner 42
hoher Temperatur von mehr als 2000° C geschmolzen zu werden, vorzugsweise mit einem Brenner 42 mit Wolfram-Elektrode,
der mit einem Bogen in einer Schutzgasatmosphäre aus Argon arbeitet, und zwar mit der Technik, die üblicherweise
als Wolfram-Inertgas-Schweißen oder WIG-Schweißen bezeichnet wird. Die Beaufschlagung mit dem Schweißbogen während
einer vorgegebenen Zeitspanne ermöglicht das Schmelzen der aus Stellit bestehenden Tablette 40, bestimmt sein
Eindringen und sein Anpassen an den Sitz 36 sowie sein Verschweißen mit dem Sägeblatt 22 insbesondere in Zuordnung
zur Oberfläche 38 des Zahnes.
Um die genannten Vorgänge automatisch durchzuführen, verwendet die dargestellte Vorrichtung ein Untersetzungsgetriebe
44, das jeden Zyklus des Schweißvorganges mittels eines ersten Nockens 46, eines Anschlages 47 und eines Elementes
48 zum Zählen der Zähne steuert, so daß der Schweißzyklus für jeden Zahn der Säge und für sämtliche Zähne der
Säge wiederholt wird. Sobald sich einmal ein Zahn des Sägeblattes 22 in dem Schweißzustand befindet, sorgt ein
(Doppel-)Nocken 50 für eine gegenseitige Annäherung der beiden Platten 32 und 34, wobei sie sich auf dem Zahn
schließen und den bereits beschriebenen Sitz 36 bilden. Ein zweiter Nocken 52 bringt, beispielsweise mit Hilfe eines
Armes 54, eine Tablette 40 aus Stellit in entsprechende Position zum Sitz 36 zwischen den aneinander angenäher-
ten Platten 32 und 34, bringt den Arm 54 anschließend wieder
in seine Ruhestellung und sorgt für die Annäherung des Brenners 42, der beispielsweise an einem Hebel 56 montiert
ist. In dieser Position beginnt der Brenner 42, die Arbeitsvorgänge des Schmelzens und Schweißens des Stellits
durchzuführen, die für den erforderlichen Zeitraum andauern, während anschließend der Nocken 52 den Brenner 42
wieder in seine Ruhestellung zurückbringt, die in Fig. 2 dargestellt ist, während die Abkühlungszeit des Stellits
beginnt. Am Ende des AbkühlungsZeitraumes sorgt der Nocken
50 für das Öffnen der Platten 32 und 34 sowie ggf. der Führungsrollen 58 des Sägeblattes 22, um den Vorschub des
Sägeblattes 22 um einen Schritt zu ermöglichen, der in diesem speziellen Fall dem Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Zähnen entspricht. Dieser Vorschub wird mit einem weiteren Nocken 60 vorgenommen, der mittels einer Rolle
62 auf einen Hebel 63 wirkt und ihn eine Schwingungsbewegung ausführen läßt, so daß ein einstellbarer Schieber
oder Drücker 64 auf einen Zahn des Sägeblattes 22 wirkt, so daß letzteres eine vorgegebene Absenkung erfährt. Das
Ausmaß der Verschiebung bzw. des Vorschubes des Sägeblattes 22 ist einstellbar durch Einstellung der Schwingungsweite
des Hebels 63, wie es schematisch in Fig. 1 mit der Schraube 65 angedeutet ist.
Die Figuren 7 und 8 zeigen schematisch ein mögliches Ausführungsbeispiel
für die Steuerung der Bewegungen zum Öffnen und Schließen der Platten 32 und 34 sowie der Pendelbewegung
des Armes 54. Die Platten 32 und 34 sind hierbei
3U mit einem Doppel-Nocken 50 gesteuert, der auf die Exzenterrollen
66 wirkt, die an die Platten 32 und 34 angeschlossen sind, wobei letztere so montiert sind, daß sie die Möglichkeit
von Schwenkbewegungen um vertikale Drehpunkte oder Gelenke 68 haben. Der Nocken 52 wirkt auf den Arm 54
im wesentlichen in herkömmlicher Weise, um ihn eine Drehbewegung
um einen Drehpunkt oder ein Gelenk 70 ausführen zu lassen, vorzugsweise mit Hilfe einer nicht dargestellten
ι Rückholfeder. Der Arm 54 trägt eine Tablette 40 aus Stellit
aus dem Ausgang eines Trichters 72, der zur automatischen Zuführung von jeweils einer Tablette ausgelegt ist,
bis in die in den Figuren 3, 5 und 6 dargestellte Position ins Zentrum des Sitzes 36 zwischen den Platten 32 und 34.
Fig. 2 zeigt die Anordnung einer Argon-Quelle 74 für die Versorgung des Brenners 42 nach vorheriger Steuerung der
Versorgungs- und Zuführungsbedingungen, insbesondere unter überwachung des Argon-Druckes mittels eines Instrumentes
76. *'
Unmittelbar unterhalb der Schweißposition ist ein Brenner 78 vorgesehen, der in herkömmlicher Weise versorgt und zur
Beheizung des Sägeblattes ausgelegt ist, um ein Vergüten oder Anlassen des Sägeblattes nach der Behandlung bei hoher
Temperatur vorzunehmen, der das Sägeblatt in der Schmelz- und Schweißzone des Stellits ausgesetzt war. Wie
bereits erwähnt, ist die Vorrichtung so ausgelegt, daß sie nach vorheriger Eingabe der Anzahl von Zähnen der Säge in
den Zähler 48 vollständig automatisch arbeitet, und zwar aufgrund der Anwesenheit von geeigneten Steuerungs- und
Zeitreguliereinrichtungen, welche den Beginn und die Dauer der verschiedenen Phasen des Arbeitszyklus steuern.
Damit die Maschine mit der optimalen Sicherheit und Zuverlässigkeit
arbeiten kann, ist es sehr wichtig, daß die Platten 32 und 34 aus einem Material bestehen, das nicht
mit dem Stellit verschweißt und das widerstandsfähig gegenüber
hohen Temperaturen ist. Andererseits ist es erforderlich, ein gewisses thermisches Gleichgewicht in den
Platten 32 und 34 und im Sägeblatt 22 in der Phase des Aufbringens von Stellit zu berücksichtigen, und zwar unter
Beachtung der sehr hohen Temperaturen, die beim WIG-Schweißen erreicht werden. Es hat sich herausgestellt, daß
3^ t dieses Gleichgewicht bei der Verwendung von Platten erreicht
wird, die aus Materialien, wie z.B. Kupfer, Bronze, Messing oder dergleichen, vorzugsweise Kupfer bestehen,
und indem man eine Kühlung der Platten vornimmt, indem man in ihrem Inneren Kühlwasser zirkulieren läßt, das mit
Leitungen 80 zugeführt wird, die schematisch in Fig. 2 angedeutet sind.
Unter diesen Bedingungen erhält man sine perfekte Schwei—
.ßung des Stellits auf dem Zahn des Sägeblattes mit einem Vorgang, der in einem sehr kurzen Zeitraum durchgeführt
wird, im wesentlichen etwa in 10 Sekunden, von denen etwa vier Sekunden auf das Schmelzen des Stellits und vier Sekunden
etwa auf seine Abkühlung entfallen. Die Geschwindigkeit für die Durchführung des Schweißvorganges unterschreitet
somit erheblich die Geschwindigkeit, die bisher mit manuellen Systemen erreicht wurde, wie es eingangs erläutert
worden ist.
Selbstverständlich können verschiedene Abwandlungen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden,
ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise ist es möglich, auch Sägeblätter für Kreissägen in
entsprechender Weise zu behandeln und mit Bezügen zu versehen, indem man z.B. das Sägeblatt in einer Vorrichtung
der vorstehend beschriebenen Art drehbar um eine horizontale Achse anordnet und die Zähne der Reihe nach mit einem
Bezug aus Stellit versieht, wobei man eine Vorschub- und Bearbeitungseinrichtung der oben beschriebenen Art verwendet
und das Kreissägeblatt zu diesem Zweck intermittierend fixiert.
Claims (13)
- Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen von Stellitbezügen durch Schweißen auf die Zähne von Band- oder KreissägenPatentansprücheIj. Verfahren zum Aufbringen von Stellitbezügen durch Schweißen auf die Zähne von Band- oder Kreissägen, gekennzeich net durch folgende Verfahrensschritte:- Festhalten eines Zahnes der Säge zwischen einem Paar von aneinander angenäherten Platten, die zusammen einen Sitz zum Auffangen und Formen des Bezuges bilden und eine Zone zur Befestigung des Zahnes aufweisen;- Anordnen von Stellit in vorgegebener Menge in Zuordnung zum Sitz;- Schmelzen des Stellits unter gleichzeitiger Formung im Sitz und Verschweißen mit dem Zahn der Säge mittels eines Bogenschweißbrenners hoher Temperatur;- Abwarten der Abkühlung und Verfestigung des Stellits; und- Freigabe des Zahnes der Säge mit dem Bezug.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Phase des Anlassens des Sägeblattes nach dem Aufbringen des Bezuges durch Beheizen des Sägeblattes.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die den Sitz zum Schmelzen des Stellits bildenden Platten gekühlt werden.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a -durch gekennze*ichnet, daß die Phasen des Schweißens in einer ersten festen Position in einem Zwischenraum durchgeführt werden, daß die Phase des Anlassens in einer anderen festen Position durchgeführt wird, die im Abstand von der ersten Position liegt, und daß der Vorschub der Säge mit dem Abstand zwischen den Zähnen entsprechenden Schritten in die erste und in die zweite Position am Ende jedes Schweißzyklus erfolgt.
- 5. Vorrichtung zum Aufbringen von Stellitbezugen durchSchweißen auf die Zähne von Band- oder Kreissägen, gekennzeichnet durch folgende Baugruppen: mindestens ein Paar von Platten (32, 34), die aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind und miteinander in angenähertem Zustand einen Sitz (36) zum Auffangen und Formen des Bezuges bilden, wobei der Sitz (36) die Zone eines Zahnes (38) des Sägeblattes (22) enthält, auf dem der Schweißvorgang durchgeführt wird;eine Einrichtung (54, 72) zur gesteuerten Zuführung von vorgegebenen Mengen (40) von Stellit in Zuordnung zum Sitz (36), der von den aneinander angenäherten Platten (32, 34) gebildet wird; und
eine Schweißeinrichtung hoher Temperatur. - 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e -kennzeichnet, daß die Platten (32, 34) in einer im wesentlichen horizontalen Ebene beweglich montiert sind und zusammen einen Sitz (36) bilden, der sowohl im ho-rizontalen Schnitt als auch im vertikalen Schnitt eine im wesentlichen dreieckförmige Konfiguration besitzt und an seiner Oberseite offen ist.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Platten (32, 34) aus einem Material bestehen, das gegenüber hohen Temperaturen widerstandsfähig ist und nicht mit dem Stellit verschweißt i,
- 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (32, 34) aus Kupfer bestehen und in ihrem Inneren Leitungen (80) für die Zirkulation von Kühlfluid aufweisen.
- 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (54, 72) für die Zuführung von Stellit einen Behälter (72), der Tabletten (40) oder dergleichen aus Stellit enthält, ein Zuführungsorgan, das jeweils eine Tablette (40) oder dergleichen in eine Abnahmeposition bringt, sowie eine Einrichtung aufweist, um die Tablette (40) in ihre Position in Zuordnung zu dem von den Platten (32, 34) gebildeten Sitz (36) zu bringen, wenn die Platten (32, 34) aneinander angenähert sind.
- 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißeinrichtung (42) eine WIG-Schweißeinrichtung ist.
- 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, g e kennze ichnet durch eine Steuer- und Überwachungseinrichtung (46 bis 66) zur Durchführung eines vorgegebenen Zyklus zum Schließen der Platten (32, 34), zum Zuführen des Stellits, Schmelzen und Verschweißen des Stellits sowie anschließendes Abkühlen und Öffnen der Platten (32, 34).
- 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (14 bis 30) zur Stützung, Halterung und Führung des Sägeblattes (22) sowie ein Organ (64) vorgesehen sind, um das Sägeblatt (22) um einen Schritt im geöffneten Zustand der Platten (32, 34) vorrücken zu lassen.
- 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts von der Schweißzone CL2) mindestens ein Heizelement (78) vorgesehen ist, um das Sägeblatt (22) anzulassen.
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