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Die vorliegende Erfindung richtet
sich auf Sägeblätter gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1 bzw. 8.
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Hintergrund
und Zusammenfassung
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Verschiedene Sägeblätter, wie zum Beispiel Bandsägenblätter, die
auch als Sägebänder bezeichnet
werden können,
sind gewöhnlich
mit sich wiederholenden Veränderungen
in der Gestalt, dem Abstand, der Höhe und der Schränkung der
Zähne sowie
in der Breite des Sägeblattkörpers hergestellt. Durch „Schränken" oder „geschränkt" versteht
man, daß gewisse
Zähne oder
Abschnitte einiger Zähne schräg nach links
oder rechts von einer Mittellinie des Blattes verlaufen. Die meisten
dieser Veränderungen dienen
dazu, die Eigenschaften des Blattes für gewisse spezielle Anwendungen
zu verbessern. Dieselben Veränderungen
verringern jedoch häufig
die Nützlichkeit
des Blattes für
andere Anwendungen.
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Das Bandsägen, insbesondere das Bandsägen von
Metall, bietet Probleme, die gewöhnlich
bei anderen Sägeverfahren
nicht angetroffen werden. Das Bandsägeblatt ist gewöhnlich dünn und schmal hergestellt,
wodurch die gesamte Zustellkraft begrenzt wird, die aufgebracht
werden kann, um die Zähne
in das gesägte
Material zu drücken,
und wodurch das Blatt sehr flexibel wird. Um einen glatten Schnitt
zu bekommen, müssen
einige Zähne
aktiv gleichzeitig beim Schneiden in Eingriff treten, was nur eine
relativ kleine Zustellkraft für
jeden der Zähne
erlaubt. Die kleine Zustellkraft führt zu kleiner Schneidtiefe,
die – insbesondere
für feste
Materialien – eine unstabile
Spanbildung und übermäßigen Abrieb
bedeutet. Je geringer die Zähnezahl
ist, die beim Schneiden gleichzeitig aktiv in Eingriff stehen, um
so größer ist
ferner die Wirkung der plötzlichen
Spannungsveränderung,
wenn ein Zahn den Schnitt verläßt oder
in diesen eintritt, und es können
Probleme auftreten, die zu selbst induzierten Vibrationen des Sägeblattes
vertikal, seitlich oder tordierend gehören. Zum Beispiel neigen solche
Vibrationen dazu, zu ungleichmäßigen Schnittflächen und
Geräusch
zu führen.
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Veränderungen der Zahnform, insbesondere Kantenform,
können
dazu dienen, die Zähne
einige schmale und dicke Späne
statt weniger dünne
und breite Späne
schneiden zu lassen. Die Bildung zahlreicher schmaler und dicker
Späne führt zu weniger Abrieb,
geringerer Reibung gegen die Schnittseiten und gewöhnlich bessere
seitliche Stabilität
als die Bildung weniger dünner
und breiter Späne.
Viele Blätter mit
Zähnen
mit Formveränderungen
erfordern jedoch extra Herstellungsverfahren und sind folglich teuer herzustellen
oder, wenn es erwünscht
ist, wieder zu schärfen.
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Veränderungen des Zahnabstandes
kann die Neigung von selbst induzierten Rattervibrationen verringern,
wenn dickes Material gesägt
wird, mit der Neigung, Geräusch
aus dem Sägebetrieb
minimal zu machen. Es gibt jedoch bei Zähnen mit Abstandsveränderungen
eine Tendenz zu ungleichmäßigem Abrieb,
was später
zu Querkräften
und bogenförmigem Schneiden
beitragen kann.
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Die Zahnhöhe kann auf verschiedene Weise variiert
werden, um unterschiedlichen Zwecken zu dienen. Wenn gerade Zähne länger sind
als andere, neigen ihre Seitenflächen
dazu, das Blatt zu führen, und
erzeugen einen geraden und schmalen Schnitt. Gerade Zähne begradigen
jedoch einen Schnitt wahrscheinlich nicht, wenn er zu einer Seite
zu drehen bzw, abgelenkt zu werden beginnt. Wenn hohe, gerade Zähne mit
Zähnen
kombiniert werden, die Schränkungsveränderungen
haben, werden schmale, dicke Vielfachspäne geschnitten anstelle weniger dünne, breite
Späne.
Dadurch besteht die Neigung zum Verbessern des Sägens harter Materialien, beläßt aber
ungleichmäßige Seiten
des Schnittes, weil nur diese wenigen Zähne auf maximale Breitenform der
letztlich geschnittenen Fläche
eingestellt werden. Bei widerstandsfähigem Material kann die Kombination
hoher gerader Zähne
mit Zähnen
veränderter Schränkung bei
langsamen Zustellgeschwindigkeiten auch verwendet werden, so daß die hohen
Zähne den
Hauptteil des tatsächlichen
Schneidens durchführen,
wodurch unstabile Bedingungen bei kleinen Schneidtiefen minimal
gemacht werden. Bei leichter zu schneidenden Materialien können höhere Zustellgeschwindigkeiten
verwendet werden, so daß die
hohen geraden Zähne
und die Zähne
mit Schränkungsveränderungen
beim Schneiden alle in Eingriff sind. Ein solches Blatt ist also
für eine
Vielzahl von Materialien nützlich
unbeachtlich eines Risikos eines vorzeitigen Abriebes der hohen
Zähne,
wenn ein Großteil
der Arbeit bei hochbelastbaren Materialien durchgeführt wird.
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WO, A1, 96/29173, welche den nächstliegenden
Stand der Technik darstellt, zeigt synchronisierte, variable Zahnanordnungen
für Sägen. Es
ist eine Bandsäge
vorgesehen, die eine gezahnte Kante mit einer Vielzahl von sich
wiederholenden Zähnegruppen
hat. Jede Gruppe weist einen ungeschränkten Führungs- oder Vorderzahn und
eine Vielzahl von Zähnen
auf, die abwechselnd seitlich zu gegenüberliegenden Seiten der Säge geschränkt sind.
Die verwendeten Zahnhöhen
und Schränkmuster
sind jedoch im Hinblick auf vorzeitigen Abrieb und die Fähigkeit,
glatte Schneidflächen
zu erzeugen, nicht optimal.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Sägeblatt
vorzusehen, welches zum Schneiden einer großen Vielzahl von Materialien
benutzt werden kann. Es ist auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Sägeblatt
zu schaffen, welches nur einem begrenzten vorzeitigen Abrieb ausgesetzt
ist. Auch ist es Aufgabe der Erfindung, ein Zahnschränkungsmuster
zur Verfügung
zu stellen, welches in der Lage ist, sehr glatte Schneidoberflächen zu
erzeugen. Diese Aufgaben werden mit einem Sägeblatt mit den Merkmalen des
Anspruches 1 bzw. 8 gelöst.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
weist ein Sägeblatt
eine Vielzahl von sich wiederholenden Zähnegruppen auf, wobei jeder
Zahn eine Spitze hat. Jede Gruppe weist einen hohen, geraden Zahn
ohne Schränkung,
eine gerade Anzahl hoher, geschränkter
Zähne mit
Spitzen auf einem ersten Niveau, wobei die Hälfte der hohen geschränkten Zähne nach rechts
und die Hälfte
nach links geschränkt
sind, eine gerade Zahl, die größer ist
als die Zahl der hohen, geschränkten
Zähne,
niedriger geschränkter
Zähne mit Spitzen
auf einem zweiten Niveau auf, welches niedriger ist als das erste
Niveau, wobei die Hälfte
der niedrigen, geschränkten
Zähne nach
rechts und die Hälfte
nach links geschränkt
ist. Die Spitzen jedes Zahnes in der Gruppe befinden sich unter
einem anderen Abstand von einer Spitze eines entsprechenden, unmittelbar
vorhergehenden Zahnes. Alle geschränkten Zähne in der Gruppe haben denselben Schränkungsgrad.
Keinem hohen Zahn geht unmittelbar ein anderer hoher Zahn voraus.
Es gibt eine ungerade Zahl niedriger Zähne zwischen einem hohen geraden
Zahn und einem hohen geschränkten Zahn,
und es gibt eine gerade Zahl niedriger Zähne zwischen zwei geschränkten hohen
Zähnen.
Die Abstände
von einer Spitze irgendeines Zahnes in der Gruppe zu einer Spitze
eines vorhergehenden Zahnes derselben Höhe sind für alle Zähne in der Gruppe unterschiedlich.
Abstände
von einer Spitze irgendeines geschränkten Zahnes in der Gruppe
zu einer Spitze eines vorhergehenden geschränkten Zahnes derselben Schränkung sind
für alle
geschränkten Zähne in der
Gruppe unterschiedlich.
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Verbesserungen bei der Vibration
und Stabilität,
die sich bei dem Sägeblatt
gemäß der vorliegenden
Erfindung ergeben, sind in Metallbandsägen besonders deutlich, bei
denen die Zustellkraft des Sägeblattes
im Verhältnis
zur Blattspannung hoch ist, die vorliegende Erfindung ist jedoch
auch auf andere Typen von Sägeblättern anwendbar,
wie zum Beispiel Handbügelsägen, Holzbandsägen und
Bogensägen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit
den Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszahlen ähnliche
Elemente bezeichnen und bei denen gilt:
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1 ist
eine Teilansicht eines Sägeblattes mit
sich wiederholenden Gruppen von Zähnen gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Seitenansicht einer Zähnegruppe
eines Sägeblattes
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Endung; und
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3 ist
eine Draufsicht auf die Gruppe von Zähnen der 2.
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Ausführliche
Beschreibung
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Ein Sägeblatt 21 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sieht man in 1. Es hat Zähne, die in sich wiederholenden
Gruppen 23 von sieben Zähnen 1–7 angeordnet sind.
Wie man in 2 sieht, weist
eine Gruppe 23 von sieben Zähnen vorzugsweise drei Zähne 2, 5, 7, die
hoch sind, und vier Zähne 1, 3, 4, 6 die
niedrige Zähne
sind, auf. Wie man in
3 sieht, ist
einer der hohen Zähne
vorzugsweise ein Hakenzahn 7 ohne winkelmäßige Schränkung, und
alle anderen Zähne 1–6 sind
um einen gleichen Betrag geschränkt.
Somit wirken sechs Zähne 1–6 aus
den sieben Gesamtzähnen
zusammen, um die mit Endschnitt versehenen Flächen eines Werkstückes zu
gestalten.
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Die folgende Beschreibung bezieht
sich allgemein auf die 2–3. Wenn hochbelastbare Materialien
mit geringem Vertikalvorschub und kleiner Schneidtiefe pro Zahn
geschnitten werden, treten nur die hohen Zähne 2, 5, 7 beim
Schneiden in Eingriff. Um die Schneidlast während des Schneidens hochbelastbarer
Materialien mit niedrigem vertikalen Vorschub und geringer Schneidtiefe
pro Zahn auf den hohen Zähnen
auszugleichen, werden die hohen Zähne so verteilt, daß einer
oder zwei der niedrigen Zähne
zwischen jeweils zwei hohen Zähnen
vorhanden sind. Der Abstand von einem hohen Zahn 2, 5, 7 zu
einem vorhergehenden hohen Zahn 7, 2, 5 unterscheidet
sich vorzugsweise innerhalb einer Gruppe 23 von sieben
aufeinanderfolgenden Zähnen,
um das selbst induzierte Rattern zu vermeiden.
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Die Tiefe der Zahnlücken 11–17 zwischen den
Zähnen 1–7 wird
vorzugsweise jeweils verändert,
um großräumigere
Zahnlücken
vor den hohen Zähnen 2, 5, 7 vorzusehen
und die von ihnen erzeugten größeren Spanmengen
aufzunehmen. Da ferner die hohen Zähne dickere Späne schneiden
als die niedrigen Zähne,
selbst dann, wenn der vertikale Vorschub so hoch ist, daß alle Zähne schneiden,
und zwar der Radien R1–R7 der jeweiligen Zahnlücken 11–17,
ist es vorteilhaft, daß die
Zahnlückenböden R2, R5, R7 vor
den hohen Zähnen 2, 5, 7 größer sind als
die Zahnlückenböden R1 , R3 , R4 , R6 vor
den niedrigen Zähnen 1, 3, 4, 6,
um die Möglichkeit
zu schaffen, daß man
die dicken Späne
vor dem Brechen sich kräuseln
bzw. rollen läßt.
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Eine Gruppe 23 weist eine
Vielzahl von Zähnen 1–7 bzw.
ihre entsprechenden unmittelbar vorhergehenden Zähnlücken 11–17 auf. Die Gruppe 23 ist
zu Diskussionszwecken so definiert, als beginne sie nach einem geraden
hohen Hakenzahn 7, welcher das Ende einer vorhergehenden
Gruppe 23 von Zähnen
bestimmt. Vorzugsweise ist der erste Zahn 1 ein niedriger,
links geschränkter,
der zweite Zahn 2 ein hoher, rechts geschränkter Zahn,
der dritte Zahn 3 ein niedriger, links geschränkter Zahn,
der vierte Zahn 4 ein niedriger, rechts geschränkter, der
fünfte Zahn
5 ein hoher, links geschränkter
Zahn, der sechste Zahn 6 ein niedriger, rechts geschränkter Zahn
und der siebte Zahn 7 ein hoher, gerader Zahn ohne Schränkung. Selbstverständlich wären auch andere
Anordnungen in gleicher Weise nützlich,
wie zum Beispiel ein Spiegelbild mit Zähnen, die in der Art und Weise
angeordnet sind: niedrig rechts, hoch links, niedrig rechts, niedrig
links, hoch rechts, niedrig links und hoch gerade. Es gibt vorzugsweise
eine ungerade Zahl niedriger Zähne
zwischen dem hohen geraden Zahn 7 und den hohen, geschränkten Zähnen 2 und 5.
Es gibt vorzugsweise eine gerade Zahl niedriger Zähne zwischen
den geschränkten
hohen Zähnen 2 und 5.
Abstände
von einer Spitze irgendeines Zahnes in der Gruppe zu einer Spitze
eines vorhergehenden Zahnes derselben Höhe sind vorzugsweise für alle Zähne in der
Gruppe unterschiedlich.
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Um das selbst induzierte Rattern
zu vermeiden, wird der Abstand von der Spitze eines Zahnes zu dem
vorhergehenden Zahn, d. h. die Teilung (der Abstand) in solcher
Weise verändert,
daß in
einer beliebigen Gruppe aufeinanderfolgender Zähne, wo jede Gruppe vorzugsweise
sieben Zähne
aufweist, keine Teilungen (Abstände)
gleich sind und keine Abstände
zwischen zwei in derselben Richtung geschränkten Zähnen gleich sind. Gemäß einem
derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiel
sind die Zahnform und der Abstand zu dem vorhergehenden Zahn in
Millimetern für
die Zähne
einer sich wiederholenden Gruppe: D1 5,1
mm; D2 6,05 mm; D3 4,8
mm; D4 4,91 mm; D5 5,68
mm; D6 5,6 mm; D7 5,96
mm. Zahnlückenhöhen H1–H7 , d. h. die Höhe der Spitze des Zahnes vom
Boden der Zahnlücke
für jede
Zahnlücke,
die jedem der Zähne 1–7 vorausgehen,
betragen vorzugsweise H1 2,650
mm; H2 2,910 mm; H3 2,540 mm; H4 2,600 mm; H5 2,820
mm; H6 2,750 mm und H7 1,775 mm. Die Radien der Zahnlückenböden R1 bis R7 betragen
vorzugsweise R1 1,219 mm; R2 1,795 mm; R3 1,105
mm; R4 1,199 mm; R5 1,615
mm; R6 1,481 mm und R7 1,775 mm. Die Höhen der hohen Zähne 2, 5 und 7 sind
vorzugsweise 0,075 mm höher als
die Höhen
der niedrigen Zähne 1, 3, 4 und 6.
Alle Zähne 1–7 haben
vorzugsweise einen Spanwinkel α von
6° und einen
Freiwinkel β von
37°.
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Bei allen hohen Zähnen sind vorzugsweise ihre
Spitzen auf einer Höhe
bzw. einem Niveau, um die Unterschiede der Abriebgeschwindigkeiten
während
des Schneidens bei niedrigen Zustellgeschwindigkeiten minimal zu
machen und dadurch die Lebensdauer des Blattes zu verlängern, und
die Spitzen aller niedrigen Zähne
befinden sich vorzugsweise auf einer anderen Höhe. Alle geschränkten Zähne haben vorzugsweise
denselben Schränkungsgrad,
um das Bilden einer glatten Fläche
auf dem Werkstück
zu ermöglichen.
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Es ist selbstverständlich möglich, die
Erfindung in speziellen anderen Formen auszuführen als oben beschrieben,
ohne den Schutzumfang der Ansprüche
zu verlassen. Die gezeigten Ausführungsformen
sind rein illustrativ und sollten in keiner Weise beschränkend angesehen
werden. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ergibt sich
aus den anliegenden Ansprüchen
und nicht nur aus der vorstehenden Beschreibung, und alle Veränderungen und Äquivalente,
die in den Bereich der Ansprüche fallen,
sollen mit umfaßt
sein.