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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Zahnformen einer Baumsäge mit einem
bogenförmigen Sägeblatt,
an dessen konkaver Kante eine Vielzahl von Sägezähnen ausgebildet ist.
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Beim
Beschneiden eines Zierbaums oder eines Obstbaumes unter Verwendung
einer Baumsäge müssen die
Sägezähne gegen
das zu schneidende Material gedrückt
werden, um wirksam zu beschneiden. Bei einer Baumsäge, deren
Sägezähne auf
einer geraden Linie angeordnet sind, erfordert dies eine große Kraftanstrengung,
um das Material zu schneiden, weil das vordere Ende des Sägeblattes stark
gegen das Material gedrückt
werden muss. Dies führt
dazu, dass die Leute dazu neigen, das Material nur mittels des rückwärtigen Endes
des Sägeblattes
zu schneiden. Dies ist unzweckmäßig, wenn außer Reichweite
befindliche Zweige mit einem Sägeblatt,
das am vorderen Ende eines langen Handgriffes befestigt ist, beschnitten
werden sollen, weil es schwierig ist, das Sägeblatt stark gegen das Material
zu drücken.
Als eine Gegenmaßnahme
zum Lösen
dieses Problems ist eine Baumsäge
mit einem bogenförmigen
Sägeblatt
und einer Vielzahl von Sägezähnen an
dessen konkaver Kante bekannt. Wenn die Sägezähne, die in der Nähe des rückwärtigen Endes
des Sägeblattes
einer Baumsäge
liegen, an dem zu schneidenden Material angesetzt werden und dann
das Sägeblatt
gezogen wird, bewegt sich die Berührungsstelle zwischen dem Material
und den Sägezähnen fortlaufend
in Richtung auf das vordere Ende des Sägeblattes. Die vor der Berührungsstelle liegenden
Zähne dagegen
bewegen sich auf das zu schneidende Material zu. Auf diese Art und
Weise ist es einfach, die Schneidbedingungen der Sägezähne aufrechtzuerhalten.
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Bei
einer herkömmlichen
Baumsäge,
wie sie in der 7 gezeigt ist, ist der Winkel α zwischen
der Zahnflanke 3 jedes Zahnes 2 und der Kantenlinie 5, das
heißt
der Linie, die die Zahnspitzen 4 verbindet, für alle Zähne, die
vom rückwärtigen Ende
bis zum vorderen Ende des Sägeblattes 1 angeordnet
sind, gleich. Infolge dieser Anordnung kann sich die Schneidbedingung
für die
Zähne,
die näher
an dem rückwärtigen Ende
liegen, von der Schneidbedingung für die Zähne, die näher an dem vorderen Ende liegen,
unterscheiden. Genauer gesagt besteht die Tendenz, dass der Teil
des Sägeblattes 1,
der näher an
dem vorderen Ende liegt, sich in Richtungen quer zur Kantenlinie
bewegt, während
der Teil des Sägeblatts 1,
der näher
an dem rückwärtigen Ende
liegt, entlang der Kantenlinie des rückwärtigen Endteils der Sägeklinge
eine gleichmäßige Hin-
und Herbewegung durchführen
kann und ein normales Sägen durchführt. Hieraus
resultiert, dass die Spitze jedes Zahnes 2 auf das zu schneidende
Material so wirkt, dass sie in dieses einsticht, wodurch es schwierig oder
unmöglich
wird, einen gleichmäßigen Sägevorgang
durchzuführen.
Daher werden in der Realität nicht
alle Zähne
des Sägeblattes
verwendet, sondern es werden nur die Zähne in der Nähe des rückwärtigen Endes
des Sägeblattes
dazu verwendet, das Material durch das Hin- und Herbewegen der Säge mit kurzen
Hüben zu
schneiden.
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Eine
Erfindung, die sich auf die Zahnformen einer Baumsäge bezieht,
ist in der JP-U1-H1-118641 offenbart.
Diese Schrift offenbart ein Konzept einer Baumsäge, bei der der Winkel des
Zahnrückens,
das heißt
der Zahnflanke, mit Bezug auf die Mittellinie des Krümmungsradius
der Kantenlinie, das heißt
der Linie, die die Zahnspitzen verbindet, topologisch so geändert, dass
er vom rückwärtigen Ende
bis zum vorderen Ende des Sägeblattes
hin graduell kleiner wird. Dieses Konzept hat die Aufgabe, die Situation
zu vermeiden, dass die Zähne
näher am
vorderen Ende des Sägeblattes
nicht auf adäquate
Art und Weise in das zu schneidende Material eingreifen.
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Bei
der in dieser Schrift beschriebenen Erfindung neigen die Zähne in der
Nähe des
vorderen Endes des Sägeblattes
dazu, stärker
in das Material einzugreifen als die Zähne in der Nähe des rückwärtigen Endes
des Sägeblattes,
und dadurch wird es schwierig, einen gleichmäßigen Sägevorgang durchzuführen. Angesichts
des Vorstehenden ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Baumsäge zu
schaffen, bei der alle Zähne
des Sägeblattes
wirksam ausgenützt
werden, um das Material gleichmäßiger zu
schneiden.
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Um
diese Aufgabe zu lösen,
weist die Erfindung gemäß Patentanspruch
1 eine Baumsäge
mit einem Sägeblatt 1 auf,
das von seinem rückwärtigen Ende
bis zu seinem vorderen Ende bogenförmig ist. Eine Vielzahl von
Sägezähnen 2 sind
an der konkaven Kante des bogenförmigen
Sägeblattes 1 ausgebildet.
Die Winkel α der
Zahnflanken 3 (spanenden Zahnkanten), bezogen auf die Kantenlinie 5,
die die Zahnspitzen 4 der Sägezähne 2 verbindet, sind
in der Nähe
des rückwärtigen Endes
des Sägeblattes 1 relativ
größer als
in der Nähe
des vorderen Endes des Sägeblattes.
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Gemäß der Erfindung,
wie sie im Patentanspruch 2 beschrieben ist, werden die Winkel α der an der
konkaven Kante ausgebildeten Zahnflanken 3, ausgehend von
dem größten Winkel
am rückwärtigen Ende
bis zu dem kleinsten Winkel am vorderen Ende des Sägeblattes,
kontinuierlich kleiner. Gemäß der Erfindung
nach Patentanspruch 3 sind die an der konkaven Kante angeordneten
Zähne vom
rückwärtigen Ende
bis zum vorderen Ende des Sägeblattes in
mehrere Abschnitte Xn unterteilt, und die Winkel α der Zahnflanken 3,
bezogen auf die Kantenlinie, die die Zahnspitzen 4 der
Sägezähne 2 verbindet,
sind von einem Abschnitt zum nächsten
verschieden.
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Gemäß der in
den Ansprüchen
1 bis 3 beschriebenen Erfindung bewegt sich der Berührungspunkt
zwischen dem zu schneidenden Material A und den Sägezähnen 2 fortschreitend
vom rückwärtigen Ende
bis zu vorderen Ende des Sägeblattes,
wenn das Sägeblatt 1 zur
Durchführung
eines Sägevorgangs
gezogen wird. Unter Aufrechterhaltung des Vorteils der Baumsäge, das
heißt
der Leichtigkeit, mit der die Berührung zwischen Material und
Sägezähnen 2 aufrechterhalten
werden kann, löst
die vorliegende Erfindung einen der Schwachpunkte der herkömmlichen
Baumsäge,
der darin besteht, dass der Berührungspunkt
zwischen dem Material A und den Sägezähnen 2 sich auf das
vordere Ende hin bewegt, wobei die Zahnspitzen 4 so auf
das Material A einwirken, dass sie in es einstechen, wodurch ein
gleichmäßiger Sägevorgang
verhindert wird.
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Wenn
das Sägeblatt 1 hin
und her bewegt wird, um das Material A zu sägen, bewegt sich das Sägeblatt 1 in
der Nähe
des rückwärtigen Endes
parallel zur Richtung der Kantenlinie, aber es bewegt sich in der
Nähe des
vorderen Endes des Sägeblattes 1 in
einer Richtung, die die Kantenlinie schneidet. Weil die spanenden
Zahnflanken die Kantenlinie, welche die Zahnspitzen der Sägezähne verbindet,
in der Nähe
des vorderen Endes des Sägeblattes 1 mit kleineren
Winkeln schneidet als sie dies in der Nähe des rückwärtigen Endes des Sägeblattes 1 tun,
kann, selbst wenn das Sägeblatt 1 in
einer Richtung gezogen wird, die die Kantenlinie schneidet, und
die Berührungspunkte
sich näher
zum vorderen Ende des Sägeblattes 1 hin
bewegen, die gleiche optimierte Schneidbedingung erzielt werden,
wie wenn der Berührungspunkt
näher am
rückwärtigen Ende
des Sägeblattes 1 liegt
Gemäß der im
Patentanspruch 2 beschriebenen Erfindung ändern sich die Formen der Sägezähne vom
rückwärtigen Ende
bis zum vorderen Ende des Sägeblattes
kontinuierlich, wodurch eine gleichmäßige Sägebedingung verwirklicht wird, genauer
gesagt eine Sägebedingung
mit praktisch dem gleichen Sägewiderstand über die
gesamte Länge
des Sägeblattes.
Die im Patentanspruch 3 beschriebene Erfindung ist leicht herzustellen,
da sie mit dem gleichen Verfahren wie herkömmliche Baumsägen hergestellt
werden kann.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
einer Baumsäge
gemäß der vorliegenden
Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren
beschrieben, in welchen zeigt:
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1 eine
Vorderansicht des gesamten Körpers
eines Sägeblattes
zur Veranschaulichung einer Ausführungsform
einer Baumsäge
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
Ansicht im Schnitt des durch das rückwärtige Ende des in der 2 gezeigten
Sägeblattes
zu schneidenden Materials;
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3 eine
Ansicht im Schnitt eines durch das vordere Ende des in der 1 gezeigten
Sägeblattes
zu schneidenden Materials;
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4 eine
schematische Vorderansicht der Sägeblätter gemäß einer
weiteren Ausführungsform;
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5 eine
Vorderansicht eines Teils eines Beispiels einer Baumsäge für hohe Äste als
ein Beispiel einer Baumsäge;
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6 eine
Vorderansicht einer Baumsäge gemäß der vorliegenden
Erfindung mit verschiedenen Sägestufen
des durch die Sägezähne zu sägenden Materials;
und
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7 ist
eine Vorderansicht des gesamten Körpers eines Sägeblattes,
das ein Beispiel einer herkömmlichen
Baumsäge
veranschaulicht.
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Das
in der 1 gezeigte Sägeblatt 1 ist eine
Baumsäge,
die hauptsächlich
zum Beschneiden von großen
Bäumen
und Obstbäumen
verwendet wird. Das Sägeblatt 1,
welches vom rückwärtigen Ende
bis zum vorderen Ende hin bogenförmig
ist, hat eine Vielzahl von Sägezähnen 2, 2 an
seiner bogenförmigen
konkaven Kante. Die Sägezähne 2 sind grundsätzlich genauso
geformt wie die herkömmlichen
Sägezähne 2,
aber die vorliegende Erfindung ist durch die Richtungen gekennzeichnet,
in welchen sich diese Sägezähne erstrecken.
Genauer gesagt, ist jeder Sägezahn 2 in
einer Dreiecksform an der bogenförmigen
konkaven Kante des Sägeblattes 1 ausgebildet.
Die Zahnspitzen 4 sind jeweils paarweise in entgegengesetzter
Richtung zueinander versetzt angeordnet, zur linken oder rechten
Seite des Sägeblattes
hin, und das Material wird in zwei Teile unter Zurücklassen
eines Sägespalts
gesägt,
der gleich dem Abstand zwischen den linken und rechten Sätzen der Zahnspitzen
ist, bis die zwei Teile vollständig
voneinander getrennt sind. An der konkaven Kante des in der Zeichnung
dargestellten Sägeblattes 1 ist
das Sägeblatt
dicker als an seiner konvexen Kante. Die Zahnflanken oder Schneiden 3 werden
durch Schleifen der Seitenkanten der Sägezähne 2 gebildet, die in
Halbdreiecksformen an der konkaven Kante ausgebildet sind. Die Zahnflächen 6,
welche jede Zahnflanke 3 bilden, sind an der linken Seite
oder rechten Seite jedes Zahns so ausgebildet, dass jeweils ein Zahn,
der an der linken Seite Zahnflächen
hat, auf einen Zahn folgt, der an der rechten Seite Zahnflächen hat.
Die Zahnspitzen 4 an der linken Seite und die Zahnspitzen 4 an
der rechten Seite haben zueinander einen Abstand, der im Bereich
der Dicke des Sägeblattes 1 liegt.
Die Zahnspitzen 4 können
auch durch Biegen der Spitze jedes Sägezahns 2 nach links
oder rechts versetzt sein.
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Die
Winkel α der
Zahnflanken 3 der halbdreiecksförmigen Sägezähne 2, bezogen auf
die Kantenlinie 5, die eine virtuelle Linie ist, welche
die Zahnspitzen 4, 4 verbindet, sind so bemessen,
dass sie bei denjenigen Zähnen,
welche näher
am rückwärtigen Ende
des Sägeblattes 1 liegen,
größer sind
als bei denjenigen Zähnen,
die näher
am vorderen Ende des Sägeblatts 1 liegen.
Die Winkel α zur
Kantenlinie 5 der Zahnflanken 3 der Sägezähne 2,
die in der Nähe des
rückwärtigen Endes
des Sägeblattes 1 ausgebildet
sind, sind so bemes sen, dass sie eine gute Sägewirkung erzielen, wenn das
Sägeblatt 1 parallel
zur Richtung der Kantenlinie hin und her bewegt wird.
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Die
Winkel α der
Zahnflanken 3 zur Kantenlinie 5 in der Nähe des vorderen
Endes des Sägeblattes 1 sind
kleiner als die Winkel α der
Zahnflanken 3 zur Kantenlinie 5 in der Nähe des rückwärtigen Endes
des Sägeblattes 1,
aber diese Winkel α sind
annähernd
die gleichen wie die Winkel α der
Zahnflanken 3, bezogen auf die Kantenlinie 5 in
der Nähe
des rückwärtigen Endes
des Sägeblattes 1,
wenn sie zur Tangentenlinie der Kantenlinie 5 in der Nähe des rückwärtigen Endes
des Sägeblattes 1 gemessen werden.
Weil die Kante, entlang welcher die Sägezähne 2 des Sägeblattes 1 angeordnet
sind, bogenförmig
ist, und eine konkave Linie bildet, verläuft die Tangentenlinie der
Kantenlinie in der Nähe
des vorderen Endes des Sägeblattes
in einer anderen Richtung als die Tangentenlinie der Kantenlinie
in der Nähe
des rückwärtigen Endes
des Sägeblattes.
Die Winkel α in
der Nähe
des vorderen Endes des Sägeblattes
sind kleiner als die Winkel α in
der Nähe
des rückwärtigen Endes
des Sägeblattes 1 ausgebildet, und
zwar um die Winkeldifferenz, um die sich die Richtung der Tangentenlinien
an dem vorderen Ende des Sägeblattes 1 und
am rückwärtigen Ende
des Sägeblattes 1 unterscheiden.
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Baumsägen mit
dieser Konstruktion können verschiedene
Typen von Baumsägen
für Zierbäume und
Obstbäume
sein, so wie beispielsweise eine Handbaumsäge, die am rückwärtigen Ende
eines Sägeblattes
einen Handgriff hat, oder eine Baumsäge für hohe Äste mit einem Sägeblatt,
das am vorderen Ende eines langen Stiels befestigt ist. Die vorliegende
Erfindung kann bei jeder Art von Säge angewandt werden. 5 zeigt
eine Baumsäge
für hohe Äste mit
einem Sägeblatt 1,
das am vorderen Ende eines langen Stiels 7 befestigt ist.
Bei Verwendung dieser Säge
zum Schneiden von Material A, das ein Ast ist, wird das Sägeblatt 1 nach
oben und unten hin und her bewegt. Der Sägevorgang des Materials A schreitet
fort, während
dieser zwischen den Sägezähnen des
rückwärtigen Endes
und denen des vorderen Endes des Sägeblattes hin und her wandert.
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Der
Sägevorgang
am rückwärtigen Ende
des Sägeblattes 1 erfolgt
wie in der 2 durch einen Pfeil angegeben.
Das Sägeblatt 1 bewegt
sich entlang der Richtung, in welcher sich die Kantenlinie 5 erstreckt.
Am rückwärtigen Ende
des Sägeblattes 1 wird
das Sägen
auf die gleiche Art und Weise wie im Fall einer Säge mit geradem
Sägeblatt
durchgeführt. Das
Sägen in
der Nähe
des vorderen Endes des Sägeblattes 1 dagegen
findet entlang einer Bewegungsrichtung des Sägeblatts 1 statt,
die die Kantenlinie (Spitzeneinhüllende) 5 der
Sägezähne 2 schneidet,
wie dies in der 3 gezeigt ist. Obwohl das Sägen in der
Nähe des
vorderen Endes des Sägeblattes 1 entlang
einer Richtung erfolgt, die die Kantenlinie 5 der Sägezähne 2 schneidet,
bilden die Zahnflanken 3 jede Sägezahns 2 einen geeigneten
Schneidwinkel zum Material. Anders ausgedrückt, die Sägezähne 2 in der Nähe des rückwärtigen Endes
des Sägeblattes 1 und
die Sägezähne 2 in
der Nähe
des vorderen Endes des Sägeblattes 1 setzen
ihre Sägevorgänge unter ähnlichen
Schneidbedingungen fort. Dies verringert die Änderung des Sägewiderstandes
und ermöglicht
gleichmäßigere Sägevorgänge über die
gesamte Länge
des Sägeblattes.
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In
der 6 ist die Beziehung zwischen der Säge und dem
Material in verschiedenen Stufen des Sägens gezeigt. Wie durch einen
weißen
Pfeil in der 6 gezeigt, sägt das Sägeblatt 1 das Material durch
Hin- und Herbewegung entlang der Richtung der Kantenlinie 5 an
dem rückwärtigen Ende
des Sägeblatts 1.
Das Sägen
am rückwärtigen Ende
a wird durch die gleiche Art und Weise durchgeführt, als wenn eine herkömmliche
Säge verwendet
wird. Wenn das Sägeblatt 1 gezogen
wird, bewegt sich der Kontakt mit dem Material A, das heißt, anders
ausgedrückt,
der Punkt, an welchem die Sägelast
beaufschlagt wird, graduell von a nach b, nach c, d und e. Die Kantenlinie,
die die Spitzen der Sägezähne 2 verbindet,
ist zum vorderen Ende hin zunehmend nach unten gebogen. Die Sägezähne 2 sägen das
Material, wenn sie sich in einer Richtung bewegen, die die Kantenlinie 5 schneidet,
wodurch infolge dieser Bewegungsrichtung die wirksamste Sägekraft
erzeugt wird.
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Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ein Vergleichsexperiment
durchgeführt,
bei dem ein Holz mit einem Durchmesser von 80 mm unter Verwendung
einer Baumsäge
gemäß der vorliegenden
Erfindung mit einer Sägeblattlänge von
330 mm und einer Baumsäge
mit der gleichen Länge,
jedoch mit herkömmlicher
Art von Sägezähnen, verwendet wurde.
Bei dem Vergleichsbeispiel wurde zur Vermeidung von zufälligen Bewegungen
das Sägeblatt 1 mechanisch
hin und her bewegt. Das Experiment zeigte, dass die herkömmli che
Baumsäge
das Material nach 36 Hin- und Herbewegungen durchsägen konnte,
während
die Baumsäge,
die mit den Sägezähnen gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgerüstet
war, das Material nach 16 Hin- und Herbewegungen durchsägen konnte.
Während
die herkömmliche
Baumsäge
31 Kilogramm Kraft für
die Hin- und Herbewegung benötigte,
benötigte
die Baumsäge gemäß der vorliegenden
Erfindung nur 15 Kilogramm für
die Hin- und Herbewegung.
Aus diesen Ergebnissen ist klar zu ersehen, dass eine Baumsäge, die
mit den Sägezähnen gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgerüstet
ist, das Beschneiden effizienter mit kleinerer Kraft durchführen kann.
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Die
Formen der Sägezähne 2,
die an der konkaven Kante des gebogenen Sägeblattes 1 ausgebildet
sind, sind nicht auf irgendeine besondere Form begrenzt, solange
als die Winkel α der
Zahnflanken 3 der Sägezähne 2 zu
der Kantenlinie 5, die die Zahnspitzen 4 der Sägezähne 2 verbindet,
in der Nähe
des rückwärtigen Endes
des Sägeblattes 1 generell
größer sind
als die Winkel α der
Zahnflanken 3 der Sägezähne 2,
bezogen auf die Kantenlinie 5 in der Nähe des vorderen Endes des Sägeblattes 1.
Dabei ändern
sich die Winkel α der
Zahnflanken 3 der Sägezähne 2 zu
der Kantenlinie 5 kontinuierlich von großen Winkeln
am rückwärtigen Ende
zu kleinen Winkeln am vorderen Ende des Sägeblattes. Um diese Form zu
erzielen, wird bei dem Vorgang der Bearbeitung der Sägezähne 2 an
dem Sägeblatt 1 die
gesamte Länge
des Sägeblattes
in einer Richtung parallel zur Richtung der Kantenlinie am rückwärtigen Ende
des Sägeblattes 1 bewegt,
während
gleichzeitig dies mit Bewegungen in Richtungen kombiniert wird,
die diese parallele Richtung schneiden, so dass die gewünschte Krümmung erzielt
wird.
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Die
Winkel α der
Zahnflanken 3 der Sägezähne 2 zu
der Kantenlinie 5 müssen
sich nicht notwendigerweise kontinuierlich ändern. Bei den in der 4 gezeigten
Ausführungsformen
ist die gesamte Länge
des Sägeblattes
in mehrere Abschnitte unterteilt – in der 4a in
fünf Abschnitte
X1–X5
und in der 4b vier Abschnitte X1–X4 – und in
jedem Abschnitt sind die Sägezähne mit
dem gleichen Winkel ausgebildet, wobei die Winkel von einem Abschnitt zum
nächsten
variieren. Bei dieser Ausführungsform können gut
geformte Sägezähne für jeden
Abschnitt auf die gleiche Art und Weise wie Sägezähne bei einer herkömmlichen
Säge ausgebildet
werden. Der Winkel α der
Zahnflanken 3 der Säge zähne zu der Kantenlinie 5 kann
für jeden
Abschnitt geeignet ausgewählt
werden, um zur Form und Größe des Sägeblattes
zu passen. Bei unserem Experiment konnte eine gut sägende Baumsäge erzielt
werden, indem ein Winkel von ungefähr 77 Grad für die Zähne des Abschnittes
X1 am rückwärtigen Ende
des Sägeblattes
und 70 Grad für
die Zähne
im Abschnitt X5 am vorderen Ende des Sägeblattes gewählt wurden.
In diesem Fall sind die Winkel in der folgenden Reihenfolge verändert: 76,5
Grad für
Abschnitt X2, 76 Grad für
Abschnitt X3 und 73 Grad für
Abschnitt X4.
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Bei
der Verwendung einer bogenförmigen Säge gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie vorstehend beschrieben, besteht keine Notwendigkeit,
die Säge
wie im Fall einer herkömmlichen
bogenförmigen
Säge mit
großer
Kraft zu ziehen, selbst wenn das Material am vorderen Ende des Sägeblattes
gesägt wird.
Gute Sägebedingungen
können über die
gesamte Länge
des Sägeblattes
mit konstanter Kraft erzielt werden. Die Situation, dass die Sägezähne in der
Nähe des
vorderen Endes sich im Material verbeißen und nicht herausgezogen
werden können, kann
ebenfalls vermieden werden. Das heißt, dass keine extra Anstrengung
erforderlich ist, das Material zu sägen, während gleichzeitig die Situation
vermieden wird, bei der das Sägeblatt
bricht oder sich verbiegt. Darüber
hinaus kann der Benutzer die gleiche Säge für eine längere Zeitspanne verwenden,
da sich die Sägezähne gleichmäßig über die
gesamte Länge des
Sägeblattes
abnutzen.