DE3506959A1 - Handsaege - Google Patents

Description

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Handsäge

Die Erfindung betrifft eine Handsäge nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs zum Sägen von Holz, beispielsweise zum Entasten von Bäumen oder Büschen, und für Anwendungen in der Schreinerei.
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Handgehaltene Schneidewerkzeuge gehören im allgemeinen zu zwei Grundtypen: Handmesser und Handsägen. Beide weisen dieselbe Grundkonstruktion auf, ein langgestrecktes Blatt, an dessen einem Ende ein Handgriff angebracht ist. Die grundsätzliche Wirkungsweise beider ist ebenfalls ähnlich, das Blatt wird über die gewünschte Schneidelinie hin- und hergezogen und gleichzeitig Druck darauf ausgeübt, indem das Handgelenk des Bedieners eine Drehkraft ausübt. Die Schneidewirkung ist jedoch ganz anders. Das Messer verwendet eine kontinuierliche Schneidekante und schneidet durch das zu trennende Material, wobei dieses auseinandergeschnitten wird, während die Säge Zähne aufweist, die einzeln in das Material eindringen und kleine Stücke des Materials entfernen, um so einen Graben auszuheben, der allgemein als Schnittkerbe oder Sägeschlitz bezeichnet wird.

Die glatte und genaue Schneidwirkung eines Messers ist sehr wünschenswert, doch ist das Messer für viele Anwendüngen einfach unbrauchbar. Beispielsweise wird bei einem großen Baumast die scharfe Schneide des Messers sehr leicht in das Holz eindringen, aber nur bis zu einer sehr geringen Tiefe. Wenn das Messerblatt in den Schnitt

eintritt,

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eintritt, muß sich dieser aufweiten. Holz ist "elastisch" zusammendrückbar (und zwar mehr oder weniger abhängig von der Holzart) und erlaubt das Eindringen, indem die Seiten des Messerblattes eine Kompression der Holzfasern erzwingen und dabei den Schnitt aufweiten. Wenn aber größere Teile des Blattes in den Schnitt gepreßt werden, wird der Gesamtwiderstand der Holzteile gegen diese Kompression schnell sehr stark, so daß der Bediener nur noch mit großen Schwierigkeiten den Schneidevorgang fortsetzen kann.

Demgegenüber schneidet die Handsäge, die an der Kante ihres Schneideblattes eine Reihe von scharfen, als Zähne bezeichneten Punkten aufweist, einen Graben, in den das Schneideblatt ungehindert eindringen kann. Typischerweise wird das Sägeblatt beim Sägen hin- und hergezogen und gleichzeitig mit dem Handgelenk eine nach vorne wirkende Drehkraft ausgeübt, um das Eindringen der Zähne zu erreichen. Die Zähne graben sich in das Holz ein und reißen bei diesem Prozeß in schneller Aufeinanderfolge Holzteilchen aus dem Holzkörper heraus. Wenn die Sägezähne in dem Schnitt hin- und herbewegt werden, wächst die Schnittkerbe, bis das Holzstück in der gewünschten Weise auseinandergesägt ist. Diese Art des Schneidens wird im folgenden als Ratterschnitt bezeichnet.

Ein wesentliches Problem bei der Arbeit mit dem Sägeblatt besteht darin, daß der Ratterschnitt zumindest in der Anfangsphase des Sägens Schwierigkeiten bereitet, das Blatt auf der gewünschten Sägelinie zu halten. Diese Tendenz der Säge auszugleiten, stellt eine hauptsächliche Ursache für kleinere Unfälle der Bedienungspersonen dar, wenn diese ihre andere Hand zu nahe an der gewünschten Schnittlinie halten. Die Schnittlinie ist

weiterhin

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weiterhin ausgefranst und die Schneideleistung gering; außerdem ist die Benutzung der Säge unbequem und oft schwierig. Diese Probleme können zwar vermindert werden, wenn der Abstand zwischen des Zähnen (Tiefe und Länge) reduziert wird; dadurch wird aber auch die Fähigkeit der Säge zum Entfernen von Sägeteilchen begrenzt, und dies wiederum führt zu unerwünschten Verringerungen der Sägeleistung.

Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine Handsäge der eingangs genannten Art anzugeben, die verbesserte Schnitteigenschaften bei gleichbleibenden Sägeleistungen aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst; Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Der Schnittvorgang bei der hier vorgeschlagenen Säge unterscheidet sich grundsätzlich vom Ratterschnitt herkömmlicher Sägen und entspricht eher dem Schnitt eines Schneidemessers, ohne daß die Sägeleistung herabgesetzt wäre. Die Schneidezähne nach der Erfindung sind so ausgelegt, daß sie bis zu einer genau kontrollierten Tiefe eindringen und diese Tiefe im wesentlichen beibehalten, um dabei Holzspäne abzuschälen, statt Holzpartikel herauszureißen. Das wird erreicht, indem die Zähne mit einer verlängerten, sich verjüngenden unteren Oberfläche ausgestattet werden, die zur Steuerung der Schnitttiefe dient. Mit geringem oder gar keinem Druck des Handgelenks wird die Spitze der Zähne auf eine sehr geringe Tiefe begrenzt, die ideal für die Anfangsphase ist. Wenn sich der Sägeschlitz ausbildet, führt ein verstärkter Druck des Handgelenkes zu einer größeren Eindringtiefe, größeren

abgelösten

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abgelösten Stücken und schnellerem Schneiden, wobei gleichzeitig die unerwünschten Eigenschaften des Ratterschnitts im wesentlichen vermieden werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand von Zeichnungen näher erläutert, in denen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Handsäge nach der vorliegenden Erfindung darstellt, z. B. einer Entastungszugsäge;

Fig. 2 einen vergrößerten Teilausschnitt der Säge von Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht längs der Linien 3-3 in Fig. 2 zur Veranschaulichung eines Schneidezahnes der Säge;

Fig. 4 eine Ansicht längs der Linien 4-4 in Fig. 3 zur Veranschaulichung eines Schneidezahns auf der anderen Seite der Säge;

Fig. 5 eine Unteransicht der Säge längs der Linien 5-5 in Fig. 1;

Fig. 6 eine Vorderansicht eines Schneidezahns, wenn er in der Anfangsphase des Sägens in das Holz eindringt;

Fig. 7 eine Seitenansicht des Schneidezahns von Fig. 6; 30

Fig. 8 eine Vorderansicht eines Schneidezahns beim vollen Schneiden; und

Fig. 9 eine Seitenansicht des Schneidezahns in Fig. 8.

Fig. 1

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Fig. 1 zeigt eine Astsäge 10 mit einem länglichen Sägeblatt 12, an dessen einem Ende ein Handgriff 14 angebracht ist. Die Säge 10 stellt eine Zugsäge dar und ist so ausgelegt, daß der Schnitt erfolgt, wenn das Sägeblatt 12 über und durch einen Ast 16 gezogen wird, wie es durch den Pfeil 18 angedeutet ist. Die nach vorne gerichtete Stoßbewegung der Säge dient nur zur Rückkehr in die Ausgangsposition und bringt wenig oder gar keinen Schneideffekt. (Die Erfindung ist jedoch auch ohne weiteres bei Stoßsägen anwendbar, wenn die Schneidezähne umgedreht werden.) Zum Schneiden wird der Handgriff 10 erfaßt und darauf eine nach vorne gerichtete Drehkraft entsprechend Pfeil 20 ausgeübt, während das Sägeblatt in Richtung 18 gezogen wird, um das Blatt 12 in den Ast zu drücken.

In bezug auf die Figuren 2 bis 5 ist festzuhalten, daß die Schneidekante des Blattes 12 eine Reihe von Schneidezähnen 22 umfaßt. Jeder Schneidezahn 22 weist eine vor-

dere Oberfläche 24 und eine untere Oberfläche 26 auf.

Diese Oberflächen sind so ausgestaltet, daß sie zusammen die oben beschriebene gesteuerte Schneidefunktion ausüben. Zur Formgebung des Zahnes gehört auch die Gestaltung der hinteren Oberfläche 28, die zusammen mit der vorderen Oberfläche des nachfolgenden Zahns eine Hohlkehle 30 bildet; damit wird die Entfernung von Holzspänen erleichtert, wie es später in dem Abschnitt mit der Erläuterung der Betriebsweise beschrieben ist.

Aus den Figuren 3, 4 und 5 wird deutlich, daß die Zähne 22 abwechselnd nach außen über die Seite des Sägeblattes 12 hinaus gebogen sind, zuerst nach rechts und dann nach links. Diese Biegung stellt eine Kombination aus einer Biegung und einer Verdrehung dar, damit die

untere

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untere Oberfläche 26 um einen Winkel "a" (Fig. 5) nach außen relativ zur Seite des Sägeblattes orientiert wird. Durch diese Verbiegung wird der Punkt 32, d. h. der Schnittpunkt der äußeren Kante der Oberflächen 24 und 26, zum am weitesten außen liegenden Punkt des Zahns 22. (Diese nach außen gerichtete Einstellung des Punktes 32 wird allgemein als "Verschränkung" der Säge bezeichnet.)

Die vordere Oberfläche 24 wird beispielsweise durch Schleifen so ausgebildet, daß sie einen Winkel "b" (Fig. 5) relativ zur Längsrichtung des Blattes bildet. Mit einer runden Schleiffläche, beispielsweise einem Schleifrad mit abgerundeter Kante (wie es hauptsächlich in der Produktion verwendet wird) oder einer runden Feile 34 entsteht die in Fig. 2 dargestellte gewünschten Hakengestalt. Die untere Oberfläche 26 wird ebenfalls von ihrer äußeren Seitenkante nach innen angewinkelt, beispielsweise durch Schleifen, so daß ein Winkel "c" (Fig. 3) entsteht; außerdem ist sie bezüglich ihrer Vorderkante nach innen angewinkelt, um einen Winkel "d" (Fig. 2) zu bilden. Die von diesen Winkeln "b" und "c" ausgebildete Kante 27 wird im folgenden auch als Begrenzerkante bezeichnet und die untere Oberfläche 26 als Begrenzerfläche.

Im folgenden wird eine konkrete Konstruktion einer Astsäge beschrieben, um die Vorteile der Erfindung deutlich zu machen.

Ein Schneideblatt wurde aus 1075 Stahl mit einer Dicke von 1,06 mm gestanzt. Das Blatt ist 25,62 cm lang und hat eine Höhe, die von 4,37 cm am Handgriff auf ungefähr 2,69 cm am gegenüberliegenden Ende abnimmt. Das Blatt ist leicht konkav ausgestaltet mit einem Radius von ungefähr 137,5 cm. Diese Abmessungen sind für Astsägen typisch;

andere

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andere Abmessungen und Konfigurationen können ebenfalls Verwendung finden.

Die Säge wird mit 25 Schneidezähnen ausgestattet, die durch Einschnitte oder Hohlkehlen mit einer Tiefe von 6,25 mm getrennt sind. Eine Seite der Hohlkehle liegt auf einem Radius (bezüglich der konkaven Krümmung), der schließlich die vordere Oberfläche 24 bildet, die andere Seite der Hohlkehle liegt dazu unter einem Winkel von 35 Grad und bildet die hintere Oberfläche 28 des vorangehenden Zahns. Die Länge der unteren Oberfläche 26 beträgt ungefähr 6,25 mm und der Sägezahn ist zur Ausbildung eines Winkels "a" gedreht, indem der Punkt 32 um eine Distanz von 0,5 mm nach außen über die Seite des Sägeblattes gesetzt wird. Die vordere Oberfläche 24 wird mit einer Rundfeile 34 ausgeformt, deren Durchmesser ungefähr 1,95 mm beträgt und die unter einem Winkel "b" von 30 Grad gehalten wird. Die obere Oberfläche 26 wird mit einem Seitenwinkel "c" von 30 Grad ausgestaltet; der Längenwinkel "d" beträgt ungefähr 4 Grad.

Der Einsatz einer Handsäge nach der vorliegenden Erfindung wird in den schematischen Zeichnungen der Figuren 6 bis 9 dargestellt. In diesen Figuren ist nur einer der Schneidezähne dargestellt, wobei aber klar ist, daß vorangehende oder nachfolgende Schneidezähne in einer ähnlichen Weise auf der anderen Seite des Sägeblattes 12 arbeiten.

In den Figuren 6 und 7 ist der Schneidezahn in einer Anfangsphase des Sägevorgangs dargestellt. Wirkt auf das Sägeblatt nur ein sehr kleiner Druck, so behält Punkt 32 seine Lage in einer sehr geringen Tiefe bei, und zwar aufgrund des Widerstandes, der erzeugt wird, wenn sowohl

die

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die Breite χ als auch die Länge y des Zahns zunehmen, der in das Holz 16 eindringen muß. Bei dieser geringen Eindringtiefe kratzt der Sägezahn nur mit einer konstanten Tiefe an der Holzoberfläche, so daß kein Ratterschnitt auftritt. Es ist damit sehr leicht, das Sägen auf einer gewünschten Schnittlinie zu beginnen.

Nach mehreren Durchgängen des Sägeblatts ist eine genügende Tiefe erreicht, um das Blatt in der Sägelinie zu halten, so daß ohne weiteres ein zusätzlicher Druck ausgeübt werden kann, beispielsweise durch eine Drehkraft 20 in der Hand und dem Gelenk des Bedieners. Dieser vergrößerte Druck erhöht die Schnittiefe, wie es beispielsweise in den Figuren 8 und 9 dargestellt ist. Durch entsprechende Auslegung insbesondere der Winkel "c" und "d" nimmt aber der Widerstand von χ und y schnell zu und begrenzt so den Betrag der Eindringtiefe, die vom Bediener vernünftigerweise erreicht werden kann. Dadurch entsteht ein Gleichgewicht, bei dem die Zugkraft 18, die erforderlieh ist, um den Punkt 20 durch das Holz zu ziehen, nicht größer wird als die Fähigkeit des Bedieners, die Schneidezähne in der Schnittkerbe zu haitee. Es ergibt sich so ein stetiger und glatter Schnitt, bei dem Holzspäne 36 aus dem Holzstück 16 abgelöst werden.

Ohne Beschränkung der Allgemeingültigkeit der hier vorgeschlagenen Erfindung kann vermutet werden, daß die hier erreichte Kontrolle des Schneidevorganges im wesentlichen das Ergebnis der elastischen Kompressibilität von HoIzfasern ist. Wenn die Schneidekante des Sägezahns eingreift, versucht das Holz teilweise davor zurückzuweichen und kommt dabei in Berührung mit der Begrenzungskante 27 des Zahns. Je größer die Eindringtiefe des Zahns ist, um so größer ist dieser Eingriff, so daß ähnlich wie bei

dem

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dem vorher beschriebenen Beispiels des Messers, der Widerstand gegen ein weiteres Eindringen schnell ansteigt und die Kräfte ausgleicht, die versuchen, den Sägezahn tiefer eindringen zu lassen. Es ist anzunehmen, daß die im Stand der Technik unbegrenzte Fähigkeit eines Sägezahns einzudringen die Hauptursache für den Ratterschnitt ist. Diese Annahme wird durch die relativ glatte Sägewirkung gestützt, die von der hier beschriebenen Säge erreicht wird.

Die Holzspäne (und die Holzpartikel früherer Sägen) müssen aus der Schnittkerbe entfernt werden; dazu ist eine ausreichend bemessene Hohlkehle 30 vorzusehen (das Austrittsgebiet, das durch den Einschnitt gebildet wird).

Die Erfahrung hat gezeigt, daß ein Einschnitt mit einer Tiefe von 6,25 mm ausreichend ist. Außerdem wurde festgestellt, daß die gebogene vordere Oberfläche 24 dazu verhilft, die Späne 36 vom Schneidepunkt 32 abzuleiten.

Verschiedene Holzarten sind verschieden schwierig zu schneiden, so daß auch Schneidezähne zur Verfügung gestellt werden müssen, die mehr oder weniger aggressiv sind als die bisher beschriebenen. Die "Aggressivität" eines Sägezahns wird dadurch geändert, daß die Winkel "a", "b", "c" und "d" entsprechend geändert werden. Als geeignete Bereiche für diese Winkel wurden die folgenden Werte festgestellt: Winkel "a" zwischen 3° und 6°; Winkel "b" zwischen 25° und 40°; Winkel "c" zwischen 0° und und Winkel "d" zwichen 1° und 7°. (Der optimale Winkel "c" hängt in großen Maße von der Breite des Sägeblattes ab; ein sehr dünnes Blatt, das in weichem Holz verwendet wird, erlaubt eine Konfiguration mit einem Winkel von 0°.) Die Länge des Sägezahns kann ebenfalls geändert

werden,

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werden, da nur ein relativ kleiner Teil, nämlich die Länge y in Fig. 7, dazu verwendet wird, um das Eindringen zu begrenzen. Da jedoch der Schneidezahn mit der Feile 34 wiederholt geschärft wird, nimmt seine Lange allmählich ab, so daß die Lebensdauer der Säge beeinträchtigt wird, wenn die Länge der Zähne herabgesetzt ist.

Die hier beschriebene Erfindung zeigt ihre größten Vorteile bei handgehaltenen Holzsägen, und zwar wahrscheinlieh wegen den besonderen Eigenschaften von Holz, wegen der langsamen Sägebewegung und der begrenzten Kraft bei manuellen Sägen und wegen der Konstruktion von Handsägen, die die Anwendung dieser -Kraft bestimmt. Andere Arten des Sägens mit ähnlichen Bedingungen können aber ebenfalls die Vorteile der vorliegenden Erfindung nutzen.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE 10 15 20 25

1. Handsäge für -Holzwerkstoffe, mit einem Sägeblatt (12), dessen Schneidekante eine Reihe von Schneidezähnen (22) aufweist, die durch Zwischenräume (30) getrennt sind, dadurch gekennzeichnet,

daß die Schneidezähne (22) eine Vorderfläche (24) und eine Unterfläche (26) aufweisen, deren Schnittlinie eine vordere Schneidekante mit einem vorderen Schneidepunkt (32) bildet, und daß die untere Oberfläche von der Schneidekante innerhalb eines kleinen Winkelbereichs ("d") nach innen bezüglich des Sägeblattes abgewinkelt ist, um eine Begrenzungsoberfläche zu bilden, mit der die Eindringtiefe des Schneidepunkts in das Holz auf einen bestimmten Wert begrenzt wird.

2. Handsäge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kleine Winkelbereich ("d") der unteren Oberfläche (26) zwischen 1° und 7° liegt.

3. Handsäge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Oberfläche (24) des Schneidezahns (22) nach hinten abgewinkelt ist und mit der unteren Oberfläche (26) eine nach hinten abgewickelte Schneidekante bildet, deren vorderster Punkt der vordere Schneidepunkt (32) ist, und daß die Schneidezähne abwechselnd so nach rechts und nach links über das Sägeblatt gebogen

sind,

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sind, daß ihre vorderen Schneidepunkte über das Sägeblatt hinausragen und eine Schnittkerbe bilden, die breiter ist als die Dicke des Sägeblatts.

4. Handsäge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel ("b") der Schneidekante im Bereich von 25° bis 40° vom Sägeblatt liegt und daß die Schneidezähne bezüglich des Sägeblattes um einen Winkel ("a") im Bereich von 3° bus 6° bezüglich des Sägeblattes versetzt sind.

5. Handsäge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Oberfläche bezüglich ihrer äußeren Kante nach innen abgewinkelt ist (Winkel "c"), um eine Begrenzungskante zu bilden, die das Eindringen der Sägezähne in das Holz kontrolliert.

6. Handsäge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel ("c"), um den die untere Oberfläche abgewinkelt ist, um Bereich von 0° bis 45° liegt.

7. Handsäge nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel ("d"), um den die vordere Oberfläche nach hinten geneigt ist, mit einer runden Schleiffläche ausgebildet wird, um den Schneidezahn hakenförmig auszubilden.