DE3300791C2 - Sägeblatt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sägeblatt, das mehrere Zahngruppen mit kleinen Zähnen und mehrere Zahngruppen mit großen Zähnen aufweist und wobei die Gruppen mit kleinen Zähnen und die Gruppen mit großen Zähnen in Längsrichtung des Sägeblattes miteinander abwechseln.

Es gibt verschiedene Arten von Sägeblättern wie Bandsägeblät­ ter, Bügelsägeblätter und Kreissägeblätter, die zum Schneiden von metallischen Werkstoffen in Metallzerspanungsmaschinen wie Bandsägemaschinen, Bügelsägemaschinen und Kreissägemaschinen verwendet werden. Hierbei ist es erwünscht, daß ein solches Sägeblatt eine hohe Schneidleistung und eine lange Standzeit hat und einen Schnitt mit geringer Geräuschentwicklung und geringer Schwingung ausführt, ohne hierbei von seiner normalen Schnittlinie abzuweichen. Diese Eigenschaften sind besonders bei solchen Sägeblättern erwünscht, mit denen schwer zu schneidende Stoffe wie korrosionsbeständige Stähle und Metalle­ gierungen geschnitten werden sollen, die im allgemeinen hart und zäh und oft Gegenstand eines Härtungsprozesses gewesen sind. Hierzu wurde bisher versucht, die Sägeblattwerkstoffe zu verbessern und die Schneidkanten der Sägeblätter an ihren Spitzen mit Hartmetallstücken zu versehen. Bei den bekannten Sägeblättern wurde jedoch versäumt, die Schneidleistung und Standzeit zu verbessern und das Geräusch, die Vibration und das Verlaufen des Sägeblattes, insbesondere beim Zerspanen von schwer zu schneidenden Werkstoffen zu verringern. Auch wenn es mit den bekannten Sägeblättern möglich ist, leicht zu schnei­ dende Werkstoffe mit vergleichsweise hoher Schnittgeschwindig­ keit bei langer Standzeit zu schneiden, ist es damit nicht möglich, mit geringer Geräuschentwicklung und Vibration zu schneiden, ohne daß das Sägeblatt verläuft. So ist aus der US 4 232 578 ein Sägeblatt bekannt, das zwar eine höhere Zahnfestigkeit hat, das jedoch nicht in der Lage ist, in schwer zu zerspanende Werkstoffe einzuschneiden, sondern dazu neigt, auch unter großer Vorschubkraft nur über das Werkstück hinweg zu kratzen, wodurch eine Werkstoffverfestigung im Schneidbe­ reich eintritt und eine geringere Schneidleistung, ein lauteres Geräusch und stärkere Vibrationen die Folge sind.

Aus der US 853 255 ist ein Sägeblatt für eine Handsäge bekannt, das Gruppen von "rauhen" Zähnen und hiermit abwech­ selnd angeordnete Gruppen mit "feinen" Zähnen aufweist. Dabei sollen die rauhen Zähne für eine hohe Schneidleistung sorgen, während die feinen Zähne einen gleichmäßigeren Lauf des Sägeblattes und einen weicheren Schnitt sicherstellen sollen. Die aus dieser Druckschrift bekannten Sägeblätter sind nur für Handsägen zum Sägen von Holz bestimmt. Zum Sägen von schwer schneidbaren Werkstoffen wie Metall, beispielsweise mit einer Bandsäge, sind diese Sägeblätter nicht geeignet.

Aus dem "Industrieanzeiger" 1977, Seite 1445 ist ein vibra­ tionsdämpfendes Bi-Metall-Sägeband bekannt, das in allen Gruppen von großen und kleinen Zähnen nur geschränkte Zähne aufweist. Mit diesem Sägeband kann ein ruhiger und gleichmäßi­ ger Schnitt erreicht werden; es hat aber den Nachteil, daß es nur schlecht in verfestigte Zonen im Schneidspalt eindringen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Sägeblatt der oben beschrie­ benen Art so auszubilden, daß damit auch schwer schneidbare Werkstoffe geschnitten werden können, die im Schneidspalt Verfestigungszonen aufweisen, wobei die Geräuschentwicklung beim Schneiden gegenüber den bekannten Sägeblättern stark herabgesetzt ist. Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß die Zahnspitzen der großen und der kleinen Zähne in verschiedenen Ebenen oder Höhen liegen und daß in jeder Gruppe geschränkte und ungeschränkte Zähne vorhanden sind und daß jeder Zahn erste und zweite, voneinander verschiedene Spanwin­ kel und erste und zweite voneinander verschiedene Freiwinkel aufweist.

Durch diese Anordnung von miteinander abwechselnden größeren und kleineren Zähnen können die größeren Zähne in eine ver­ festigte Materialschicht im Schneidspalt besser eindringen und diese beseitigen, während die Hauptschneidarbeit von den kleineren Zähnen durchgeführt wird. Die ungeschränkten, größeren Zähne stehen dabei am weitesten vor und reißen im Verein mit den inneren Ecken der geschränkten Zähne den verfestigten Bereich im Schneidspalt auf und tragen diesen ab. Durch die Anordnung von miteinander abwechselnden Gruppen von großen und kleinen Zähnen wird die Geräuschentwicklung beim Schneiden stark herabgesetzt.

Es ist zweckmäßig, wenn mehrere, nach entgegengesetzten Richtungen seitlich geschränkte Sägezähne auf jeweils einen ungeschränkten Zahn folgen. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß sich die Ecken der Zahnspitzen der kleinen Zähne und die Ecken der Zahnspitzen der großen Zähne in verschiedenen Höhen oder in verschiedenen Ebenen in verschiede­ ne Richtungen erstrecken.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß die Zahnspitzen der aufeinander folgenden Zähne unterschiedliche Lagen einnehmen, indem ihre Ecken sich in verschiedenen Höhen oder Ebenen erstrecken und so auf verschiedene Bereiche eines zu schneiden­ den Werkstückes einwirken. Das Sägeblatt widersteht so einer Abweichung von seiner normalen Laufbahn besonders gut.

Wenn an der Spitze der Zähne der Spanwinkel größer ist als der Spanwinkel im unteren Bereich der Spanfläche und wenn der Freiwinkel im Spitzenbereich der Freifläche kleiner ist als der Freiwinkel im unteren Bereich der Freifläche des Zahnes, wird die Schneidleistung des Sägeblattes weiter verbessert.

Weitere Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, worin bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an Beispielen näher erläutert sind. Es zeigt:

Fig. 1 einen Abschnitt eines bekannten, typischen Sägeblattes zur näheren Erläuterung der Erfindung in einer seitlichen Ansicht,

Fig. 2 einen Abschnitt eines Sägeblattes nach der Erfindung in einer seitlichen Ansicht,

Fig. 3 einen Abschnitt eines Sägeblattes in einer ersten Ausführungsform der Erfindung in einer seitlichen Ansicht, aus der die Höhe eines jeden Zahnes des dargestellten Sägeblattabschnittes hervorgeht,

Fig. 4 eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf den oberen Teil eines Sägeblattabschnittes einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5 eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf den oberen Teil eines Sägeblattabschnittes einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf den oberen Teil eines Sägeblattabschnittes einer vierten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 7 einen Teilquerschnitt durch das Sägeblatt nach Linie VII-VII der Fig. 3 in vergrößertem Maßstab.

In Fig. 1 ist ein Abschnitt eines bekannten Sägeblattes dargestellt, das in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnet ist und ein Bandsägeblatt, Bügelsägeblatt oder Kreissägeblatt zum Schneiden von Metallwerkstoffen sein kann und das nur zum Vergleich und zur Erläuterung der Erfindung dargestellt ist.

Das Sägeblatt 1 hat mehrere Zähne, die mit 3 bezeichnet sind und jeweils eine Zahnspitze Q haben und so ausgebildet sind, daß zwischen den Zähnen 3 ausgeschweifte Zahnlücken 5 entstehen. Jeder Zahn 3 läuft in eine Zahnspitze Q aus, bildet einen Keilwinkel ε und hat eine Spanfläche 3r und eine Freifläche 3f, so daß der Zahn eine Schneidarbeit leisten kann, wenn er mit der Spanfläche 3r voran und nachfolgender Freifläche 3f bewegt wird. Die Spanfläche 3r des Zahnes 3 ist unter einem Winkel α geneigt, der als Spanwinkel bezeichnet wird und von einer Grundlinie aus gemessen wird, die sich von der Zahnspitze Q von einer die Zahnspitzen benachbarter Zähne verbindenden Linie aus senkrecht nach unten erstreckt. Bei einem Kreis­ sägeblatt wird der Spanwinkel α natürlich von einer Linie aus gemessen, die sich von der Spitze des Zahnes radial nach innen auf den Mittelpunkt des Sägeblattes hin erstreckt.

Die Freifläche 3f bildet einen Winkel γ, der als Freiwinkel bezeichnet und von einer Linie aus gemessen wird, die bei Bandsägeblättern und Bügelsägeblättern über die Spitzen benachbarter Zähne verläuft und bei einem Kreissägeblatt eine Tangente an den Sägeblattradius in der Spitze eines Zahnes ist. Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Zähnen 3, gemessen zwischen den Zahnspitzen Q und bezeichnet durch P, ist die Zahnteilung. Die Höhe H eines jeden Zahnes 3 wird senkrecht zum Zahnlückengrund 5 von einer Linie aus gemessen, welche aufeinanderfolgende Zahnspitzen Q verbindet.

Wie aus Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 1 hervorgeht, ist die Zahnspitze Q eines Zahnes 3 des in Fig. 1 gezeigten Sägeblattes 1 bei der erfindungsgemäßen Ausführung nach Fig. 2 mit einem geeigneten Druckwerkzeug 7, beispielsweise einem in Fig. 1 angedeuteten Druckstempel, unter einem Winkel Θ in Richtung des in Fig. 1 dargestellten Pfeiles derart verformt, daß die Zahnspitze einen größeren Spanwinkel hat, da ein größerer Spanwinkel die Schneidleistung verbessert.

Mehr im einzelnen ist die Zahnspitze Q des Zahnes 3 des in Fig. 1 dargestellten Sägeblattes 1 bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Fig. 2 so verformt, daß die Zahnspitze den Keilwinkel ε behält, der in Fig. 1 gezeigte Spanwinkel α jedoch zu einem größeren Spanwinkel β und der in Fig. 1 dargestellte Freiwinkel γ zu einem kleineren Freiwinkel δ geworden ist. Hierdurch haben die Sägezähne des in Fig. 2 dargestellten Sägeblattes nach der Erfindung einen ersten Spanwinkel β und einen zweiten Spanwinkel α sowie einen ersten Freiwinkel δ und einen zweiten Freiwinkel γ. Zugleich wird durch plastische Verformung der Zahnspitze Q des Zahnes 3 die Höhe H des Zahnes 3 um das Maß h auf die Höhe H′ reduziert, ohne daß die Breite des Zahnes 3 kleiner wird, mit dem Ergebnis, daß sich der Spanwinkel α auf den Spanwinkel β vergrößert und der Freiwinkel γ in den Freiwinkel δ verringert, so daß die Schneidleistung hierdurch verbessert wird.

Man erkennt leicht, daß das Maß der Stauchung des Zahnes 3 durch Einstellen oder Steuern des Hubes S der Druckvorrichtung 7 leicht eingestellt oder gesteuert werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Spanwinkel β ein positiver Winkel, der zwischen 7° und 20° liegt. Der erste Freiwinkel δ ist verhältnismäßig groß und beträgt 24° bis 30°. Die Länge des zum ersten Freiwinkel δ gehörenden Freiflächenteiles beträgt 1,00 mm bis 2,00 mm, gemessen von der Zahnspitze Q.

In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß der Zahn 3 des Sägeblattes 1 nicht nur gestaucht, sondern auch geschliffen oder gefräst werden kann, um die beiden Spanwinkel β und α und die beiden Freiwinkel δ und γ zu erzeugen, ohne hierzu die Druckvorrichtung 7 zu benutzen.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform hat das Sägeblatt 1 kleine Zähne 3 und große Zähne 3′, von denen jeder so ausgebildet ist, daß er erste und zweite Spanwinkel β und α und erste und zweite Freiwinkel δ und γ aufweist, wie dies in Fig. 2 näher dargestellt ist. Die kleineren Zähne 3 und die größeren Zähne 3′ haben verschie­ dene Höhen H₁, H₂, H₃, H₄ und H₅ und haben im Sägeblatt 1 verschiedene Abstände P₁, P₂, P₃, P₄, P₅. Außerdem sind die kleineren Zähne 3 und die größeren Zähne 3′, die eine unterschiedliche Höhe haben, ungleich ausgebildet und befinden sich auf verschiedenen Höhen, so daß ihre Zahnspitzen Q auf Schneidlinien 9 bzw. 9′ liegen, die von einander einen Höhenabstand h haben. Hierdurch ist das Sägeblatt 1 so ausgebildet, daß die kleineren Zähne 3 und die größeren Zähne 3′, von denen jeder in Fig. 2 näher dargestellt ist, in ihrer Höhe H₁, H₂,H₃, H₄ und H₅ von einander abweichen und mit ihren Zahnspitzen Q auf verschiedenen Höhen 9 und 9′ liegen und verschiedene, mit P₁, P₂, P₃, P₄ und P₅ bezeichnete Abstände voneinander haben.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Vorschubkraft, welche auf das Sägeblatt 1 ausgeübt wird, um dieses während eines Schneidvorganges gegen das zu sägende Werkstück vorzuschieben, auf die größeren Zähne 3′ konzentriert, so daß jeder größere Zahn in das zu schneidende Werkstück mit der konzentrierten, größeren Vorschubkraft einschneiden kann. Hierdurch kann das Sägeblatt 1 mit den kleineren Zähnen 3 und den größeren Zähnen 3′ auch ein schwer zu schneidendes Werkstück mit Verfestigungszonen leichter sägen, da die größeren Zähne 3′ in eine verfestigte Schicht eindringen und diese beseitigen, die sich im Schnittspalt eines zu schneidenden Werkstückes durch Materialverfestigung gebildet hat. Das Sägeblatt 1 führt deshalb einen Sägeschnitt mit höherer Geschwindigkeit aus, außerdem verlängert sich seine Standzeit, da es einzuschneidendes Material beim Schneidvorgang nicht einreißt. Die kleinen Zähne 3 und die großen Zähne 3′, die in ungleichmäßigen Abständen P₁, P₂, P₃, P₄ und P₅ angeordnet sind, wirken auf ein zu schneidendes Werkstück in ungleichen Abständen ein und haben infolge ihrer verschiedenen Höhen H₁, H₂, H₃, H₄ und H₅ unterschiedliche Eigenfrequenzen. Infolge der verschiedenen Abstände und der verschiedenen Höhen der kleineren Zähne 3 und großen Zähne 3′ tritt im Sägeblatt 1 keine Resonanz auf, so daß Vibration und Geräuschentwicklung sehr reduziert werden.

In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß das Sägeblatt natürlich nur infolge der unterschiedlichen Abstände der kleinen und großen Zähne 3 und 3′ vor Resonanzerscheinungen bewahrt wird, um Vibration und Geräuschentwicklung zu reduzieren, daß aber Vibration und Geräuschentwicklung infolge der unterschiedlichen Zahnhöhen noch weiter verringert werden.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die kleineren Zähne 3 und die größeren Zähne 3′ des Sägeblattes 1, deren Zahnspitzen Q eine um das Maß L verschiedene Höhe haben, zu mehreren Gruppen G₁ mit kleinen Zähnen und mehreren Gruppen G₂ mit großen Zähnen zusammengefaßt, wobei in jeder Gruppe einige Zähne zur Seite hin geschränkt sind. Jede der kleineren Gruppen G₁ besteht aus drei kleinen Zähnen 3a, 3b, 3c, die in einem Dreierverband so angeordnet sind, daß sich ein ungeschränkter Zahn 3a zwischen den Zähnen 3b und 3c befindet, die in entgegengesetzten Richtungen zur Seite hin geschränkt sind. In gleicher Weise besteht jede größere Gruppe G₂ aus drei großen Zähnen 3′a, 3′b und 3′c im Dreierverband, bei dem der ungeschränkte Zahn 3′a sich zwischen den Zähnen 3′b und 3′c befindet, die in entgegengesetzten Richtungen geschränkt sind. Außerdem wechseln die Gruppen G₁ mit den kleinen Zähnen 3a, 3b und 3c und die Gruppen G₂ mit den großen Zähnen 3′a, 3′b und 3′c miteinander ab, so daß in Längsrichtung des Sägeblattes 1 auf eine Zahngruppe G₁ immer eine Zahngruppe G₂ folgt.

Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform haben die Zahnspitzen Q der kleinen Zähne 3 und der großen Zähne 3′ unterschiedliche Lagen, indem ihre Ecken sich in verschiedenen Höhen oder in verschiedenen Ebenen in verschiedene Richtungen erstrecken, wie das in Fig. 7 durch die Buchstaben A, B, C, D, E, F, G und H angedeutet ist, so daß sie auf verschiedene Bereiche eines zu schneidenden Werkstoffes einwirken. Hierdurch widersteht das Sägeblatt 1 während eines Schneidvorganges einer Abweichung von seiner normalen Laufbahn, da das Sägeblatt 1 auf verschiedene Teile des zu schneidenden Materials mit den Ecken A, B, C, D, E, F, G und H einwirkt.

In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung gezeigt, in der das Sägeblatt 1 zwei Arten von Zahngruppen G₃ und G₄ aufweist, von denen jede aus fünf kleinen und großen Zähnen 3 und 3′ besteht, die eine Fünfergruppe bilden. Die Zahngruppen 3 und 4 wechseln in Längsrichtung des Sägeblattes miteinander ab.

In jeder Zahngruppe G₃ sind zwei kleine Zähne 3 in entgegengesetzten Richtungen geschränkt, während die drei großen Zähne 3′ ebenso ausgebildet und angeordnet sind wie die großen Zähne 3′a, 3′b und 3′c der in Fig. 4 dargestellten großen Gruppe G₂. In jeder Zahngruppe G₄ sind zwei große Zähne 3′ in entgegengesetzten Richtungen geschhränkt, und ein keiner Zahn 3 befindet sich zwischen zwei großen Zähnen 3′, ist aber selbst nicht geschränkt. Zwei kleine Zähne 3 schließen sich an den einen der großen Zähne 3′ an und sind geschränkt.

In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der das Sägeblatt 1 mit zwei Arten von Zahngruppen G₅ und G₆ versehen ist, von denen jede aus sieben kleinen und großen Zähnen 3 und 3′ besteht, die Siebenergruppen bilden und in Längsrichtung des Sägeblattes miteinander abwechseln. Die Gruppen G₅ und G₆ sind einander insoweit ähnlich, als drei kleine Zähne 3 und drei große Zähne 3′ in entgegengesetzten Richtungen geschränkt sind und ein großer Zahn nicht geschränkt ist, sie unterscheiden sich aber darin voneinander, daß die kleinen Zähne 3 und die großen Zähne 3′ in verschiedener Reihenfolge angeordnet sind.

Wie weiter oben erläutert wurde, hat das Sägeblatt nach der Erfindung eine höhere Schnittgeschwindigkeit, eine längere Standzeit, eine geringere Geräuschentwicklung und weniger Schwingungserscheinungen und widersteht auch einer Auslenkung aus seiner normalen Schneidrichtung. Das Sägeblatt 1 hat eine höhere Schneidleistung, eine längere Lebensdauer und eine größere Zahnfestigkeit, da jeder Zahn zwei voneinander verschiedene Zahnwinkel und zwei voneinander verschiedene Freiwinkel hat und in seiner Höhe von anderen Zähnen abweicht. Da die Zähne des Sägeblattes ungleiche Zahnteilungen haben und auch in ihrer Höhe voneinander abweichen, entwickelt das Sägeblatt 1 weniger Schwingungen und Geräusche. Außerdem wird es am Verlaufen gehindert, da die Zahnspitzen in verschiedenen Höhen in verschiedene Richtungen vorspringen.

Claims (5)

1. Sägeblatt, das mehrere Zahngruppen (G₁) mit kleinen Zähnen und mehrere Zahngruppen (G₂) mit großen Zähnen aufweist und wobei die Gruppen (G₁) mit kleinen Zähnen (3) und die Gruppen (G₂) mit großen Zähnen (3′) in Längsrichtung des Sägeblattes miteinander abwechseln, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zahnspitzen der großen und der kleinen Zähne in verschiedenen Ebenen oder Höhen liegen und daß in jeder Gruppe (G₁ und G₂) geschränkte und ungeschränkte Zähne vorhanden sind und daß jeder Zahn (3, 3′) erste und zweite, voneinander verschiedene Spanwinkel (α und β) und erste und zweite voneinander verschiedene Freiwinkel (γ und δ) aufweist.

2. Sägeblatt nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere, nach entgegengesetzten Richtungen seitlich geschränkte Sägezähne (3 und 3′) auf jeweils einen ungeschränkten Zahn folgen.

3. Sägeblatt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere erste Zahngruppen (G₅) und mehrere zweite Zahngruppen (G₆) vorgesehen sind, die in Längsrichtung des Sägeblattes miteinander abwech­ seln und geschränkte kleine und große Zähne (3, 3′) und mindestens einen ungeschränkten Zahn aufweisen, wobei die Reihenfolge der großen und kleinen Zähne (3, 3′) der ersten Gruppe (G₅) gegenüber der zweiten Gruppe (G₆) ver­ schieden ist.

4. Sägeblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ecken (A und H) der Zahnspitzen (Q) der kleinen Zähne (3) und die Ecken (B, E; C, F; D, G) der Zahnspitzen (Q) der großen Zähne (3′) in verschiedenen Höhen oder in verschiedenen Ebenen in verschiedene Richtungen erstrecken.

5. Sägeblatt nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der Spitze (Q) der Zähne (3, 3′) der Spanwinkel (β) größer ist als der Spanwinkel (α) im unteren Bereich der Spanfläche (3r), und daß der Frei­ winkel (δ) im Spitzenbereich der Freifläche (3f) kleiner ist als der Freiwinkel (γ) im unteren Bereich der Freiflä­ che (3f) des Zahnes.