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Sägeblatt für Steinsägen
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Die Erfindung betrifft ein Sägeblatt für Steinsägen, mit einer auf
seiner Vorderseite angebrachten Verzahnung, die wenigstens Teile eines Schneidstoffes
aufweist, der grössere Härte und Abriebfestigkeit hat als das tragende Bandmaterial.
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Sägeblätter für Steinsägen sind in der Regel mit gesonderten Hartmetall-
oder Diamant-Schneidelementen besetzt, die an der Vorderseite des meist aus Federstahl
bestehendenBlattkörpers angebracht sind. Die Anbringung erfolgt dabei derart, daß
die Biegung des Sägeblattes quer zu seiner Ebene nicht behindert wird, d. h. die
einzelnen herzustellenden Schneidkörper müssen gesondert am Blatt festgelegt werden.
In der Regel sind dies einzelne Schneidblättchen, die etwa gleiche oder nur wenig
größere Dicke haben als das Führungsblatt. Es ist auch die Schneidleistung solcher
Blättchen um ein Vielfaches größer als die Leistung vergleichbarer Zahnelemente
aus Werkzeugstahl-oder Hochleistungs-Werkzeugstahl. Andererseits liegen die Preise
Hartmetall-bestückter Sägeblättererheblich über den Preisen von Sägeblättern aus
Werkzeugstahl. Vor allem ist die Standzeit des Blattes bestimmt durch die Standzeit
aller Befestigungsstellen für die einzelnen Hartmetallteilchen. Da wegen der größeren
Schneidleistung die Verbindungsstellen außerordentlich stark belastet sind, brechen
die Schneidblättchen sehr schnell aus. Schon eine einzige
Fehlstelle
hat einen unsauberen Schnitt zur Folge, so daß das Blatt für viele Zwecke nicht
mehr geeignet ist und schnell ausgewechselt werden muß.
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Die Erfindung verfolgt die Aufgabe, das eingangs geschilderte Sägeblatt
auf möglichst einfache und preiswerte Weise so zu gestalten, daß die gesamten Schneidkosten
beim Unterteilen von Steinen durch Sägeblätter vermindert werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß das Sägeblatt in an
sich bekannter Weise als Bimetallblatt aus einem vorderen Schneidstreifen und einem
mit diesem in einer Trennfläche einstückig verbundenen hinteren Führungsblatt ausgebildet.
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Hier wird bewußt auf die tatsächlich bestehende größere Schneidleistung
von Sägeblättern verzichtet, die mit einzelnen Hartmetallelementen bestückt sind.
Die Beanspruchung wird also beschränkt auf die Leistungsfähigkeit des jeweiligen
Schneidstreifens. Diese mindere Leistungsfähigkeit ergibt auch eine ebenso verminderte
Beanspruchung an der Trennstelle. Da gerade bei hartmetall- oder diamantbestückten
Sägeblättern die effektive Standzeit des Blattes bestimmt ist durch die Haltbarkeit
der Verbindung zum Führungsbiatt wird bei der begrenzt vorgesehenen Gesamtleistung
eine Verlängerung der Standzeit erreicht.
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Dabei kann davon ausgegangen werden, daß sich die einzelnen Sägezähne
recht gleichmäßig abnutzen, bevor der erste Zahn ausbricht. Da die Schneidleistung
durch Nachschleifen der Zähne einigermaßen gehalten wird, muß bei einem vorgegebenen
Abnutzungsgrad eben das Blatt ausgewechselt werden, ohne daß umständliche und kostspielige
Nachbes serungen notwendig sind. Da hartmetallbestückte Blätter um so viel teurer
sind als Blätter aus Werkzeugstahl oder
auch Bimetallblätter mit
einem Schneidstreifen aus Hochleistungs-Werkzeugstahl, bleiben die Gesamtkosten,
bezogen auf eine gegebene Schneidarbeit, praktisch kleiner als bei Verwendung von
mit Hartmetall- oder Diamant-Schneidblättchen bestückten SägebTSttérn.
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Bimetall-Sägeblättersind zum Schneiden von Holz, Kunststoff u. dgl.
an sich bekannt. Bei Steinsägen hat man jedoch von Anfang an auf Hartmetall-Schneidelemente
gesetzt, und alle Hersteller der Schneidwerkstoffe ebenso wie der Sägeblätterund
Sägen haben Bimetaliblätter als schlichtweg ungeeignet zum Schneiden von Steinen
dargestellt. Erst durch Versuche konnte festgestellt werden, daß derartige Behauptungen
keineswegs zutreffen. Weiche Steine wie Bimssteine und andere Porensteine werden
ohne weiteres bei noch beachtlicher Schneidleistung glatt durchteilt, und sogar
hartes Gestein wird bei herabgesetzter Schneidleistung mit glatter-Schnittfläche
unterteilt.
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Wenn die Verzahnung wenigstens teilweise durch die Trennfläche hindurch
in das Führungsblatthineinge-formt ist, die einzelnen Zähne also mit Längsabstand
hintereinanderliegend am Führungsblatt befestigt sind, wird die Biegung des Blattes
wesentlich vereinfacht, da sie maßgeblich durch die Biegsamkeit des meist aus Federstahl
gebildeten Führungsblattes bestimmt ist. Im Bereich der Zähne geht zwar die zylindrische
Fläche beim Umlenken in eine Polygonfläche über. Da aber jeder Zahn nur einen Umfangswinkel
von ca. 10 bis 26 überdeckt, sind die Verformungswege in der Trennfläche sehr gering.
Die Haltbarkeit des Anschlußes in der Trennfläche ist dabei bedingt durch die Anschlußbreite
in Blattlängsrichtung und die Härte und Formsteifheit des eingesetzten Schneidstoffes.
Bei der üblichen Dicke von Sägeblättern von <1 mm kann auch Hochleistungsstahl
noch eine begrenzte Verformung aufnehmen, was
ggf. durch geeignete
Konstruktionen der Umlenkrollen noch begünstigt werden kann.
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Einmal läßt sich die Biegsamkeit des Blattes vor allem dann, wenn
der Schneidstreifen bis in den Nutgrund hineinreicht, dadurch verbessern, daß der
Schneidsteifen im Bereich des Nutgrundes ausgedünnt wird. Bereits eine Verdünnung
um 40 90 der gesamten Blattdicke bringt eine außerordentliche Herabsetzung des Biegewiçderstandes
und damit der Biegebeanspruchung.
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Schneidstreifen und Führungsblatt können einander im Bereich des Nutgrundes
auch überdecken, was eine Vergrösserung der Trennfläche und damit eine Steigerung
der Haftkräfte ermöglicht.
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So kann die Trennfläche schräg zur Blattebene verlaufen.
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Nach einem anderen Vorschlag ist sie Teil einer Z-förmigen Oberlappungsverbindung
und erstreckt sich vornehmlich parallel zum Blattelement. Gemäß einem weiteren Vorschlag
hat die Trennfläche V-förmigen Querschnitt. Es versteht sich, das die Wahl der Trennfläche
durch die verfügbare Dicke des Blattes ebenso maßgeblich bestimmt ist wie durch
die verwendeten Werkstoffe.
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Eine weitere Möglichkeit, die Größe der Trennfläche und deren Haftung
zu verbessern, liegt in einer periodischen Auslenkung dieser Trennfläche längs des
Blattes wobei die Periodenlänge der Zahnteilung entspricht und die stärkste Schwächung
des Schneidsteifens am Nutgrund auftritt. Die Veränderungen der Trennfläche können
dabei in der Blattebene oder quer zu dieser Ebene vorgesehen werden. Die Trennfläche
kann wellenförmig verlaufen oder auch einen Zahnstangeneingriff mit reckteckförmigen,
dreieckförmigen, trapezförmigen oder dgl. Zähnen oder auch einen Hinter-
schnitt-Eingriff
bilden, durch den einzelne Zahnelemente mit Schwalbenschwanz-Nuten, Kopf-Halsstücken
oder dgl.
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im Führungsblatt verankert sind.
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Vor allem bei einer Auslenkung oder Wellenform quer zur Ebene des
Blattes läßt- der Schneidstreifen mit einzelnen, quer zur Bewegungsrichtung zurückragenden
Wurzelansätzen im Führungsblatt verankern. Schneidslreifen und Führungsblatt können
im Prinzip zusammengelötet werden.
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Diese Lötverbindung ist jedoch verhältnismäßig hart und kann u. U.
zum Ausbrechen neigen.
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Für manche Zwecke ist es daher besser, Schneidsteifen und Führungsblatt
miteinander, insbesondere induktiv bzw. elektronisch zu verschweißen. Eine solche
Verbindung hält höheren Beanspruchen stand und ist vor allem dann zweckmäßig, wenn
der-Werkstoff des Schneidstreifens noch hinreichend biegsam ist.
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Bei großen Trennflächen, die parallel oder schräg zur Blattebene verlaufen,
können auch Klebeverbindungen vorgesehen werden, wozu sich entsprechend wärmebeständige
Klebstoffe eignen, die einerseits hinreichend feste Haftverbindungen schaffen, andererseits
eine gewisse Schichtdicke haben und im ausgehärteten Zustand noch größere elastische
Verformbarkeit aufweisen als die Blatwerkstoffe.
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Auf diese Weise lassen sich Verformungsunterschiede zwischen dem Schneidwerkstoff
des Schneidstreifens und dem Führungsblatt ausgleichen, und die Herstellung wird
vereinfacht.
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Die Zeichnung gibt verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung
wieder. Es zeigen
Fig. 1 eine Seitenansicht eines vom Hersteller
angelieferten Bimetallblattes mit Schneidstreifen und Führungsblatt, Fig. 2 eine
Ansicht dieses Blattes nach Einschleifen einer Verzahnung, Fig. 3 einen Schnitt
nach der Linie 111-111 in Fig. 2, Fig. 4 und 5 den Fig. 2 und 3 entsprechende Darstellungen
eines Sägeblattes, dessen Trennfläche im Bereich der Schneidzähne liegt, Fig. 6,
7 u. 8 der Fig. 2 entsprechende Darstellungen mit wellenförmiger Trennfläche, Fig.
9 . einen Schnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 8, Fig. 10 eine Seitenansicht des
in Fig.1I#gezeigten Blattes von rechts in dieser Fig. gesehen, ~ ~ Fig. 11 einen
Schnitt nach der Linie XI-XI in Fig. 10, Fig. 12 und 13 Abwandlungen der Ausführung
Fig. 11, Fig. 14 bis 16 der Fig.11 ensprechende Darstellungen verschiedener Abwandlungen
der Erfindung, Fig. 17 einen Schnitt nach der Linie XV-XV in Fig. 12 durch ein Sägeblatt
mit quer zur Blattebene gewellter Trennfläche, Fig. t8 eine der Fig. 15 entsprechende
Darstellung mit größerer Wellenamplitude, Fig. 19 eine weitere Abwandlung durch
stärkere Vergrößerung der Amplitude und Verlagerung der Wellenfläche quer zur Bandebene
nach außen und Fig. 20 eine Weiterbildung der in Fig. 8 gezeigten Ausführung.
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Das im Ausschnitt in Fig. 1 gezeigte Sägeblatt besteht wenigstens
vor dem Verzahnen aus einem tragenden Führungsblatt 1 und einem Schneidstreifen
2, die in einer längs des Blattes verlaufenden Trennfläche 3 einstückig miteinander
verbunden sind, was z. B. durch Verlöten oder Verschweissen geschehen kann. Das
Führungsbiatt-1 ist in der Regel aus hochfestem aber sehr flexiblem, kaltgewalztem
Feder-
stahl in einer Dicke von ca. 0,3 mm bis 1,2 mm. Der Schneidstreifen
2 kann gleiche Dicke haben, aber um ca.
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0,05 mm bis 0,2 mm dicker ausgeführt werden als das Führungsblatt.
Er besteht aus einem harten und verschleißfesten Schneidwerkstoff in der Regel aus
hochfestem Werkzeugstahl (HSS-Stahl), kann aber auch Einlagerungen aus kleinen Partikeln
noch härteren Werkstoffes aufweisen.
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Wie mit Strichpunktlinien eingezeichnet, wird in den Schneidstreifen
2 eine Sägeverzahnung 4 mit einzelnen, mit gleicher Teilung t vorgesehenen Säge
zähnen 5 und dazwischen angeordneten Zahnnuten 6 eingeschliffen. Sägezähne und Zahnnuten
werden begrenzt durch einen etwas konvex gekrümmten Zahnrücken 7, eine annährend
senkrecht zum Schneidrand 8 verlaufende Zähnbrust 9 und einen vor dieser gerundeten
Nutgrund 11.
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Dieser Nutgrund 11 liegt nach den Fig. 2 und 3 über der Trennfläche
3 bzw. näher als diese zum Schneidrand 8. Im Bereich des Abstandes a zwischen Nutgrund
und Trennfläche muß also der Schneidstreifen 2 über den ganzen Querschnitt mit der
Blattdicke d beim Umlauf über die Umlenkrollen gebogen werden. Zwar ist das Maß
d der besseren Ubersichtlichkeit wegen mehrfach vergrößert dargestellt. Es versteht
sich jedoch, daß selbst bei einem Druchmesser von Umlenkrollen in der Größenordnung
von 1 m so nur mit einem Schneidstoff verfahren werden kann, der selbst noch hinreichend
elastisch ist.
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Je härter der Schneidstoff ist, umso mehr müssen er und seine Verbindung
an der Trennfläche von Verformungsbeanspruchungen quer zur Blattebene entlastet
werden.
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Zu diesem Zweck ist gemäß den Fig. 4 und 5 die Trennfläche 3 um den
Abstand al über dem Nutgrund 11 ange-
bracht . Nach dem Ausführungsbeispiel
beträgt der Abstand al etwa 40 % der Zahnhöhe h. Beim Einschleifen der Zahnnuten
6 wird auf der größeren Länge der Teilung t die Verbindung in der Trennfläche 3
weggeschliffen. Nur in jedem Zahn 5 bleibt auf der Breite b eine Trennflächenverbindung
erhalten.
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Auf diese Weise wird immerhin das Oberteil des Zahnes 5 weitgehend
verselbständigt, und der Schneidstoff muß nirgends in ähnlicher Weise über den ganzen
Querschnitt gebogen werden, wie dies im Abstand a gemäß den Fig. 2 und 3 erfolgt.
Selbst wenn man davon ausgeht, daß das Führungsblattl sich glatt auf die Zylinderfläche
von Umlenkrollen legt, bleibt im Bereich des Abstandes al bis zur Trennfläche 3
noch hinreichender Verformungsweg, um die Beanspruchung in den Flächenelementen
31 der Trennfläche 3 herabzusetzen. Da die Schnittbeanspruchung tatsächlich immer
im Bereich zwischen der Zahnschneide 1-2 und dem Flächenelement 31 auftritt, ist
die Schneidleistung selbst nicht herabgesetzt, solange die Verbindung am Flächenelement
31 hält. Gegenüber der Arbeit mit Hartmetall- oder Diamantblättchen ist dort ab-er
die Beanspruchung wegen der bei Hochleistungs-Werkzeugstahl geringeren Vorgabeleistung
und der begrenzten Verformbarkeit des hier eingesetzten Schneidstoffes wesentlich
herabgesetzt.
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Um bei begrenzter Breite b die effektive Flächengröße des Flächenelementes
und damit die dort aufzubringenden Haftkräfte zu steigern, ist nach Fig. 6 die Trennfläche
103 in Form einer Wellenlinie ausgebildet, deren Wellen- oder Periodenlänge tl gleich
ist der Zahnteilung t. Die Wellenlinie ist allerdings gegenüber den Zahnspitzen
in Blattlängsrichtung versetzt. Sie kann eine Sinuskurve bilden, aber auch unregelmäßig
geformt sein, wenn sich dadurch die Größe des Flächenelementes 32 steigern läßt.
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Anstelle einer Wellenlinie ist die Trennfläche 203 nach Fig. 4 zick-zack-förmig
gelegt. Auf diese Weise muß nur wenig Schneidstoff weggeschliffen werden. Anstelle
der Dreieckform kann auch eine Trapezform vorgesehen sein, indem man nur im Bereich
der Zähne eine Zacke nach unten zieht. Ebenso kann nach Fig. 8 eine Rechteckverzahnung
303 vorgesehen sein, bei der nur im Bereich der Zahnbrust ein schmaler Quaderzapfen
1.3 nach innen ragt ~da bei die-Biegung weitgehend ~auf die Breite b1 dieses Zapfens
begrenzt. Die Größe des mehrfach abgewinkelten Flächenelementes 34 ist dabei aber
um ca. 150 % größer als die des Flächenelementes 31 aus Fig. 4.
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Die Trennfläche 3 muß nun nicht stets senkrecht zur Blattebene liegen.
Nach den Fig. 10 und 11 ist beispielsweise die Trennfläche 403 unter ca. 300 zu
dieser Ebene geneigt.
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Dabei muß der Schneidstreifen 2 noch in einer Dicke d2 gebogen werden.
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Nach Fig. 12 ist die Trennfläche 503 Z-förmi-g gestaltet.
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Die Dicke d3 ist dort in der Größenordnung der halben Breite b dargestellt,
kann aber auch wesentlich kleiner sein, etwa 0,3 b bis 0,4 b.
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Vergleichbare Werte werden auch nach Fig. 13 mit einer V-förmigen-Trennfläche
603 erreicht. Die umgekehrte Anordnung des V kann noch größere Vorteile bringen,
da dann der Schneidstoff nach außen zu den Kanten hin verlagert wird, während sich
in der Blattmitte der weichere Federstahl bis dicht an den Schneidrand 8 hochziehen
läßt.
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Diese Umkehrmöglichkeit mit den erwähnten Vorteilen gilt auch für
die Ausführung Fig. t4 , wonach der Schneidstrei.-fen T-förmigen Querschnitt hat
und die Trennfläche 703 mit dem wirksamen Flächenelement etwa doppelte Größe hat
als
bei der Ausführung Fig. 12.
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Nach den Fig. 15 und 16 haben die Trennflächen 803 und 903 eine annähernd
parabelförmige Krümmung. Dies hat vor allem Bedeutung für die Uberlagerung einer
Trennflächenkurve, wie sie etwa in den Fig. 6 bis 8 dargestellt ist.
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So zeigt Fig. 17 eine Sinus-Wellenkurveder Trennfläche 503 nach Fig.
12, wobei Teile des Schneidstreifens mit sich sinusartig verändernder Dicke noch
verhältnismäßig weit zurückragen.
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Bei der Trennfläche 113 nach Fig. 18 stimmt die Amplitude der Wellenfläche
mit der Dicke d des Sägeblattes überein, d. h. im Eingriffsbereich wird in der Zahnteilung
t die Dicke des Schneidstreifens immer wieder auf Null gebracht und dadurch an diesen
Stellen die Biegebeanspruchung des Schneidstoffes sehr weitgehend gemindert.
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Da die Sinusform nicht Bedingu#ng ist, kann man auch einseitig gekrümmte
Kurven unter Zwischenabständen vorsehen.
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So ist nach Fig. 19 im Bereich eines jeden Zahnes ein teilzylindrischer
Zapfen 14 vorgesehen, der nach Art einer Wurzel in das Material des Führungsblattes
1 hineinragt und eine Breite c hat, die kleiner ist als 0,4 t. Es versteht sich,
daß-man die Biegebeanspruchung weiter senken kann, wenn man etwa jedem Zahn zwei
schmalere solcher Wurzeln zuordnet.
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Eine derzeit bevorzugte Möglichkeit der Ausbildung und Verankerung
eines Schneidstreifens 22 zeigt schließlich Fig. 20 wo im Bereich der Zahnbrust
9 entlang der dort ausgelenkten Trennfläche 123 eine hammerförmige Wurzel 15 Unter
den Nut d 11 ;in sjas FührungA3latt hineinreicht und diese Hammervorsprünge nur
durch verhältnismäßig dünne
bandartige teile bei der Einlagerung
verbunden sind. Auf diese Weise wird verhältnismäßig wenig Schneidstoff eingesetzt
und doch sind alle beanspruchten Schneidkanten und dgl. mit Schneidstoff versehen
und an der Zahnbrust angeordnet.
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Überall dort, wo die Trennfläche periodischen Anderungen unterworfen
ist, kann das Blatt nur für eine bestimmte Zahnteilung t bzw. für eine Zahnteilung
gefertigt werden, die einem Mehrfachen dieser Größe t entspricht. Die in der Praxis
vorkommenden Zahnteilungen sind jedoch begrenzt, so daß man ohne weiteres die Blattfertigung
auf diese Weise einrichten kann.
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Die Erfindung ist wenigstens bei allen mit einem'länggestreckten Sägeblatt
ausgeführten Sägen anwendbar, bei Bandsägen ebenso wie bei Stechsägen und anderen
Schwingsägen.
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