DE4324411B4

DE4324411B4 - Sägeblatt für das Metallschneiden

Info

Publication number: DE4324411B4
Application number: DE19934324411
Authority: DE
Inventors: Robert C. Branford Hayden sen.
Original assignee: Kapman AB
Current assignee: Kapman AB
Priority date: 1992-07-30
Filing date: 1993-07-21
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2013-07-22
Also published as: JP2882731B2; SE9302345D0; DE4324411A1; JPH06155158A; SE509607C2; SE9302345L; US5331876A

Abstract

Sägeblatt mit einem Hauptteil (10), welcher eine Mehrzahl von Schneidzähnen (211–213) trägt, die durch Hohlkehlen (225) voneinander getrennt sind, wobei einige Zähne (211) nach rechts geschränkt, einige der Zähne (212) nach links geschränkt und einige der Zähne (213) gerade sind, die Dicke (T) der Spitzen der Zähne nicht größer ist als die Dicke des Hauptteiles (10), wobei sich die geraden Zähne (213) mindestens teilweise höher erstrecken als die geschränkten Zähne (211, 212) und mindestens teilweise Seitenkantenteile aufweisen, die abgeschrägt sind, wobei jeder der geschränkten Zähne (211, 212) eine obere Querkante hat, die derart schräg nach außen steht, daß eine äußere Ecke (216, 218) der Querkante dichter an dem Niveau (L) der Hohlkehlen (225) angeordnet ist als eine innere Ecke (217) der Querkante, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen der Zähne separate Stücke aus Karbid aufweisen, die auf dem Hauptteil (10) aufgeschweißt sind, wobei das Karbid härter ist als das Material des...

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Sägeblätter, vor allem für das Sägen von Metallen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Sägeblatt mit einem Hauptteil, welcher eine Mehrzahl von Schneidzähnen trägt, die durch Hohlkehlen voneinander getrennt sind, wobei einige Zähne nach rechts geschränkt sind, einige Zähne nach links geschränkt sind und einige Zähne gerade sind, die Dicke der Spitzen der Zähne nicht größer ist als die Dicke des Hauptteiles, wobei sich die geraden Zähne mindestens teilweise höher erstrecken als die geschränkten Zähne und mindestens teilweise Seitenkanteneile aufweisen, die abgeschrägt sind, wobei jeder der geschränkten Zähne eine obere Querkante hat, die derart schräg nach außen steht, daß eine äußere Ecke der Querkante dichter an dem Niveau der Hohlkehlen angeordnet ist als eine innere Ecke der Querkante.
Eine derartige Säge bzw. ein entsprechendes Sägeblatt ist aus der DE 36 11 063 A1 bekannt.
In dieser Druckschrift sind Sägeblätter beschrieben, bei denen die geraden Zähne teilweise unterschiedlich hoch sind und bei welchen die geschränkten Zähne teilweise unterschiedliche Schränkungsgrade aufweisen. Entsprechende Sägeblätter sind in der Herstellung relativ aufwendig. Da diese Sägeblätter außerdem keine Hartmetallzähne bzw. -zahnspitzen aufweisen, haben diese Sägeblätter auch eine vergleichsweise geringe Standzeit.
Aus der DE 27 53 509 C2 ist ein Sägeblatt bekannt, bei welchem die Zähne teilweise breiter sind als das Sägeblatt dick ist, teilweise aber auch schmaler sind und dafür in der Länge die breiteren Zähne überragen. Die Zähne sind dabei nicht geschänkt, wobei die längeren, schmaleren Zähne als Grobbearbeitungszähne wirken sollen, während die breiteren, aber kürzeren Zähne, die mit dem zu schneidenden Gut erst in Eingriff kommen, wenn durch die läneren Zähne bereits ein schmalerer Schnitt in das Material eingeschnitten ist, diesen Schlitz verbreitern und als Feinbearbeitungszähne wirken.
Auch diese Druckschrift offenbart jedoch keine Hartmetallzähne oder -zahnspitzen.
Sägeblätter mit Hartmetallzähnen oder Hartmetallzahnspitzen sind an sich ebenfalls bekannt. Dabei ist es üblich, daß die Zähne breiter sind als das Sägeblatt dick ist, so daß Sägeblätter zum Sagen von Metallen werden mit Zähnen aus hartem, abriebfestem Material hergestellt, wie z.B. Wolframcarbid oder Hochgeschwindigkeitsstahl. Die Härte geht jedoch häufig mit der Sprödigkeit einher, und Metallsägeblätter lassen oft nach oder versagen durch Brechen oder Splittern an den Ecken der Zähne, die bei herkömmlichen Sägeblattausgestaltungen hoch beansprucht werden. Beispielsweise sind Sägeblätter zum Metallsägen in einer Kreissäge-, Bandsäge- oder Bügelsägemaschine für die beste Abriebwiderstandsfähigkeit herkömmlich mit Carbidzähnen hergestellt, wobei die Zähne am Platz hartgelötet werden, z.B. siehe US-PS 4,784,033 . Die Carbidzähne sind etwas breiter als der Stahlteil der Sage und haben ganz geschliffene Schneidkanten. Bei derartigen, mit Hartmetallzähnen bestückten Sägeblättern, kann man wegen der die Dicke des Sägeblattes übersteigenden Breite der Hartmetallzähne oftmals auf das Schränken verzichten. Nach diesem Verfahren werden Sägen mit hervorragender Dauerfestigkeit hergestellt, es ist aber etwas teuer, denn es schließt zahlreiche Herstellungsschritte und recht große (dicke) Carbidstücke ein.
Sägeblätter für das Metallsägen sind vorgeschlagen worden, bei welchen die Zähne die gleiche Dicke haben wie der Rest des Blattes. Mindestens einige der Zähne sind nach rechts oder links geschränkt, um eine breitere Schnittfuge zu schneiden als die Blattdicke, wodurch die Reibung minimal gemacht wird und der Durchgang der Späne und des Kühlmittels ermöglicht wird. Solche Blätter können aus einem breiten Federstahlband hergestellt werden, auf dessen Kante ein schmales Band Hochgeschwindigkeitsstahl aufgeschweißt wird. Die Zähne werden dann in der Kante des engen Bandes durch Schleifen, Fräsen oder Ausstanzen bzw. Schneiden gebildet, derart, daß mindestens die Spitzen der Zähne Hochgeschwindigkeitsstahl aufweisen. Die Zähne werden durch die Betätigung mechanischer Hammer oder Druckkolben rechts und links geschränkt, die dort aufschlagen, wo die innere Ecke des Zahnes entstehen soll, wobei eine örtliche Deformation, Überbeanspruchung und verringerte Festigkeit an dieser Ecke hervorgerufen werden.
Ein anderes Verfahren zur Schaffung verschleißfester Zähne mit einer Dicke gleich der Dicke des Blattes schließt das Aufschweißen von kleinen Carbidkugeln auf die Zähne ein, wie in der US-PS 3,104,562 beschrieben, gefolgt vom Schleifen der Oberseite, der Seiten und Flache der Zähne, bündig mit den benachbarten Stahlteilen der Zähne, und dann Schränken der Zähne wie vorstehend beschrieben. Wegen der Schwierigkeit beim Auswählen von Schleifparametern, die für Carbid sowie Stahl geeignet sind, ist die Festigkeit der Kante und Ecken geringer als für Kanten, wo beim Schleifen nur das Carbid berührt wird, wie z.B. bei geschweißten oder hartgelöteten Zähnen, die breiter als das Blatt sind. Die Ecken werden ferner durch das Schränken geschwächt, insbesondere wenn die Carbidspitzen breiter als das Blatt sind.
Die Beanspruchungen in einer Ecke eines Zahnes während des Sägens sind mäßig, wenn die Kante sich mit dem gesägten Material nur auf einer Seite der Ecke in Berührung befindet oder wenn der Winkel der Ecke stumpf ist. Wenn die Kante auf beiden Seiten der Ecke mit dem gesägten Material in Berührung ist, rufen die sich schneidenden Spanströme in der Ecke große Schwankungsbeanspruchungen hervor, insbesondere wenn der Winkel spitz ist. Der schlimmste Fall tritt auf, wenn die Kante auf einer Seite in ständigem Kontakt mit dem gesägten Material ist und die Kante auf der anderen Seite in diskontinuierlicher Berührung mit dem gesägten Material ist.
Bei einem Typ von Sägeblatt der bekannten Art, dessen Querschnitt in 3 gezeigt ist, sind die Zähne vor dem Schränken in der Höhe gleich. Wegen des Kippens der Zähne, das dem Schränken zugeordnet ist, werden alle Ecken aller Zähne freigelegt, um das gesägte Material zu schneiden.
Die inneren Zähne 17 der geschränkten Zähne 11, 12, die schon durch den Aufschlag des Schränkwerkzeuges geschwächt sind, werden hoch beansprucht, weil die Kante sich auf beiden Seiten der Ecke mit dem gesägten Material in Berührung befindet, so daß die geschränkten Zähne bei der Benutzung leicht beschädigt werden. Die äußeren Ecken 18 werden bei der Benutzung weniger beansprucht und sind beim Schränken nicht geschwächt. Die vertikalen oder Seitenteile der Kanten, welche an die Ecken 16 der geraden Zähne 14 angrenzen, befinden sich in diskontinuierlichem Kontakt mit dem gesägten Material, wodurch große Beanspruchungen und das Risiko der Beschädigung hervorgerufen werden.
Ein anderes bekanntes Sägeblatt, z.B. nach der US-PS 105,261 , ist im Schnitt in 4 gezeigt und hat gerade Zähne 115, die höher sind als die geschränkten Zähne 111, 112. Bei diesem Sägeblatt werden die inneren Ecken der geschränkten Zähne nicht für das Schneiden freigelegt und unterliegen keinem Beschädigungsrisiko, aber die Ecken 119 der geraden Zähne werden sehr hoch beansprucht, insbesondere wenn sie in einen Schnitt eintreten. Selbst eine kleine Beschädigung der geraden Zähne beeinträchtigt die sonst hervorragende Fähigkeit dieses Blattes, sehr gerade und glatte Schnitte zu erzeugen. Wenn dieses Blattmuster für ein Blatt mit aufgeschweißten Zähnen verwendet wird, kommt es üblicherweise vor, daß der Versuch, die Seiten des Blattes flach zu schleifen, um das überschüssige Material vom Schweißen zu entfernen, ein etwas schräg zulaufendes Blatt erzeugt, wo die Spitzen etwas enger sind als das übrige Blatt. Dieses schräge Zulaufen bzw. spitze Zulaufen erzeugt dann extreme Beanspruchungen in den geraden Zähnen und erfordert große Schneid- und Zuführkräfte.
Die DE 88 07 350 U1 zeigt ein Bimetallsägeblatt mit geschränkten Zähnen. Die Hauptschneide hat hier jedoch eine über die Dicke des Sägebandes hinausgehende Breite. die geschränkten Zähne sind nicht nach außen stehend, sondern in Anschlitzebene senkrecht zur Bandebene ausgerichtet.
Gegenüber dem vorgenannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sägeblatt mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, welches eine erheblich bessere Standzeit hat, relativ einfach herzustellen ist und dennoch saubere Schnitte mit geringem Schneidwiderstand erzeugt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens die Spitzen der Zähne separate Stücke aus Carbid aufweisen, die auf dem Hauptteil aufgeschweist sind, wobei das Carbid härter ist als das Material des Hauptteiles, und daß alle geraden Zähne sich höher erstrecken als die geschränkten Zähne und daß alle geraden Zähne abgeschrägte Seitenkantenteile aufweisen, wobei jede Abschrägung der geraden Zähne ein Ende aufweist, welches von einer benachbarten Hohlkehle weiter entfernt liegt, und ein anderes Ende hat, welches dieser benachbarten Hohlkehle näher liegt, wobei dieses näher liegende Ende bei einer Blickrichtung auf die Schneidzähne parallel zur Schneidrichtung innerhalb der Grenzen eines der nach rechts oder links geschränkten Zähne angeordnet ist.
Erfindungsgemäß ist also ein Sägeblatt vorgesehen, welches zwar mit Hartmetallspitzen oder Hartmetallzähnen bestückt ist, die jedoch im Gegensatz zu herkömmlichen, mit Hartmetall bestückten Sägeblättern nicht breiter sind als das Sägeblatt dick ist. Trotz der Bestückung mit Hartmetall sind einige der Zähne geschränkt, wobei sich jedoch die geraden Zähne grundsätzlich höher erstrecken als die geschränkten Zähne. Insgesamt sind nur drei verschiedene Zahntypen vorgesehen, nämlich die geraden Zähne, nach rechts geschränkte Zähne und nach links geschränkte Zähne und diese drei Zahntypen sind in einer sich kontinuierlich wiederholenden Reihenfolge entlang des Sägezahnblattes angeordnet. Dies macht die Herstellung des Sägeblattes, abgesehen vom Anschweißen der Hartmetallspitzen, was aber auch automatisiert werden kann, relativ einfach und in Verbindung mit den übrigen Merkmalen des Sägeblattes gemäß Anspruch 1 ergeben sich hervorragende Schneideigenschaften mit geringer Reibung und eine sehr lange Standzeit.
Vorzugsweise weist jede Abschrägung ein Ende auf, welches von einer benachbarten Hohlkehle entfernt angeordnet ist, und ein anderes Ende, welches nahe an dieser anliegenden Hohlkehle angeordnet ist. Das andere Ende ist in der Grenze einer der rechts und links geschränkten Zähne angeordnet, wenn man die Schneidzähne in einer Richtung parallel zur Schneidrichtung betrachtet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente bezeichnen. Es zeigen:
1 eine abgebrochene Seitenansicht des Sägeblattes gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 der 1;
3 eine ähnliche Ansicht zu 2, von einem bekannten Sägeblatt;
4 eine ähnliche Ansicht wie 2, von einem zweiten bekannten Blatt; und
5 eine Ansicht ähnlich der 2, von einer modifizierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung
Erfindungsgemäß ist ein Sägeblatt vorgesehen, welches perfekt gerade schneidet und eine hohe Abriebfestigkeit selbst dann hat, wenn die Eckenfestigkeit entweder durch das Schrankverfahren oder durch die Benutzung eines spröden Kantenmaterials oder durch das besondere Verfahren des Anbringens des Kantenmaterials verringert ist. Ein erfindungsgemäßes Blatt schneidet in wirksamer Weise selbst dann, falls das Schleifen des überschüssigen Schweißmaterials ein etwas spitz zulaufendes Blatt erzeugt hat. Ein Blatt gemäß der Erfindung ist in den 1 und 2 gezeigt und gekennzeichnet durch eine Kombination von geraden Zähnen 213 und geschränkten Zähnen 211, 212. Jeder der geschränkten Zähne 211, 212 hat eine obere Querkante, die nach außen schräg derart steht, daß ihre eine äußere Ecke (z.B. die äußere Ecke 218 oder 216) dichter an dem Niveau L der Hohlkehle angeordnet ist als die innere Ecke (siehe z.B. die inneren Ecken 217). Die geraden Zähne 213 haben große Abschrägungen 221, und die geschränkten Zähne 211, 212 haben seitlich schräg stehende Kanten ohne Abschrägungen (oder alternativ sehr kleine Abschrägungen 223).
Mindestens die Spitzen der Zähne, einschließlich der Schneidkanten, sind aus einem Material gebildet, welches härter ist als der Körper 10, und können auf einem Band (z.B. einem Band aus nicht rostendem Stahl) zusammengefügt sein, welches an den Körper angeschweißt ist, oder können separate Stücke aus hartem, verschleißfestem Material aufweisen (z.B. Wolframcarbid), die an den Körper angeschweißt sind. Die Schneidzähne 211–213 haben eine Dicke, die nicht größer ist als die Dicke T des Körpers. Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ist die Dicke jedes Schneidzahnes dieselbe wie die des Körpers. Wenn es erwünscht ist, könnten die Seiten der geraden Zähne 213 so geschliffen sein, daß sie eine Dicke haben, die kleiner ist als die des Körpers 10.
Die geraden Zähne 213 sind höher als die geschränkten Zähne 211, 212, wodurch sie die inneren Ecken 217 der geschränkten Zähne gegen Schneidkräfte entlasten. Jede Abschrägung ist so groß, daß sie an der Querkante eines geschränkten Zahnes vorbei sich zur Hohlkehle 225 hin erstreckt. Beispielsweise erstreckt sich die linke Abschrägung des geraden Zahnes 213 in 2 an der Quer- oder oberen Kante des geschränkten Zahnes 211 vorbei. Deshalb bildet das Ende jeder Abschrägung, welche nahe der Hohlkehle angeordnet ist (d.h. das Ende gegenüber dem entfernten Ende, welches eine stumpfe Ecke 220 bildet) eine Ecke 222 und ist in der Grenze oder den Grenzen eines geschränkten Zahnes angeordnet, wenn die Zähne in einer Richtung parallel zur Schneidrichtung betrachtet werden (siehe 2). Wegen dieser Anordnung sind die Ecken 222 während eines Schneidbetriebes von den geschränkten Zähnen geschützt und sind von irgendwelchen Schneidkräften entlastet, so daß die geraden Zähne in der Lage sind, Späne mit einem durchgestalteten Schnitt oder Abschnitt zu schneiden wie in den bekannten "triele chip" (Dreifachspan)-Zahnanordnungen, wie in der US-PS 4,784,033 dargestellt. Die oberen Ecken 220, wo die Abschrägungen den Querkantenteil treffen, bilden stumpfe Winkel und haben auf jeder Seite vollständig geschliffene Kanten, wodurch sie die Neigung haben, den Abrieb und die Beschädigung an der Ecke minimal zu machen. Die jeder Abschrägung 221 folgende Oberfläche steht vorzugsweise etwas schräg zur Rückseite des Zahnes hin, um einen Freiwinkel zu bilden, der größer ist als 0°.
Weil die Seiten 227 der geraden Zähne das geschnittene Material nicht berühren, beeinträchtigt ein kleines, spitzes Zulaufen nicht das Schneiden oder ruft eine Keilwirkung hervor. Obgleich nicht allgemein notwendig, kann die Abriebfestigkeit der äußeren Ecken 218 der geschränkten Zähne dadurch verbessert werden, daß kleine Abschrägungen 223 auf ihnen geschliffen werden, wie in 5 gezeigt ist, welche eine andere Ausführungsform der Erfindung zeigt. Dadurch wird auch eine Schnittoberfläche mit besserer Glattheit erzeugt.
Diese Anordnung von Zähnen längs der gezahnten Kante des Sägeblattes weist vorzugsweise periodisch wiederkehrende Gruppen von Zähnen auf, wobei jede Gruppe mindestens einen geraden Zahn, mindestens einen links geschränkten Zahn und mindestens einen rechts geschränkten Zahn aufweist, wobei die Ordnung (Folge) von Zähnen in jeder Gruppe und die Abstände zwischen den Zähnen in aufeinanderfolgenden Gruppen wiederholt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen derselben beschrieben worden ist, versteht es sich für den Fachmann, daß Hinzufügungen, Modifikationen, Ersetzen wenigstens eines Merkmales durch wenigstens ein anderes Merkmal und Weglassen von Merkmalen, die nicht besonders beschrieben sind, vorgenommen werden können, ohne daß das Ergebnis aus dem allgemeinen Erfindungsgedanken herausfällt, der sich aus den nachfolgenden Ansprüchen ergibt.

Claims

Sägeblatt mit einem Hauptteil (10), welcher eine Mehrzahl von Schneidzähnen (211–213) trägt, die durch Hohlkehlen (225) voneinander getrennt sind, wobei einige Zähne (211) nach rechts geschränkt, einige der Zähne (212) nach links geschränkt und einige der Zähne (213) gerade sind, die Dicke (T) der Spitzen der Zähne nicht größer ist als die Dicke des Hauptteiles (10), wobei sich die geraden Zähne (213) mindestens teilweise höher erstrecken als die geschränkten Zähne (211, 212) und mindestens teilweise Seitenkantenteile aufweisen, die abgeschrägt sind, wobei jeder der geschränkten Zähne (211, 212) eine obere Querkante hat, die derart schräg nach außen steht, daß eine äußere Ecke (216, 218) der Querkante dichter an dem Niveau (L) der Hohlkehlen (225) angeordnet ist als eine innere Ecke (217) der Querkante, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen der Zähne separate Stücke aus Karbid aufweisen, die auf dem Hauptteil (10) aufgeschweißt sind, wobei das Karbid härter ist als das Material des Hauptteils (10), und daß alle geraden Zähne sich höher erstrecken als die geschränkten Zähne und daß alle geraden Zähne abgeschrägte Seitenkantenteile (221) aufweisen, wobei jede Abschrägung (221) der geraden Zähne ein Ende aufweist, welches von einer benachbarten Hohlkehle (225) weiter entfernt liegt, und ein anderes Ende hat, welches dieser benachbarten Hohlkehle näher liegt, wobei dieses näher liegende Ende bei einer Blickrichtung auf die Schneidzähne parallel zur Schneidrichtung innerhalb der Grenzen eines der nach rechts oder links geschränkten Zähne (211, 212) angeordnet ist.
Sägeblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Kante der geschränkten Zähne jeweils eine Abschrägung (223) aufweist, die kleiner ist als die Abschrägung (221) der geraden Zähne.
Sägeblatt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geraden Zähne (213) so geschliffen sind, daß sie eine geringere Dicke (T) als der Hauptteil (10) haben.
Sägeblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Blatt die Gestalt eines schmalen Bandes hat, welches für die Benutzung in einer Bandsäge geeignet ist.
Sägeblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich in einer Richtung entlang des Sägeblattes die Folge gerader Zahn, nach rechts geschränkter Zahn, nach links geschränkter Zahn kontinuierlich wiederholt.