DE202005002831U1

DE202005002831U1 - Ausgangskomponente für Sägeblätter bzw. Sägebänder

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Publication number: DE202005002831U1
Application number: DE200520002831
Authority: DE
Original assignee: Harrer Manfred Dr
Current assignee: Harrer Manfred Dr
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2005-02-01
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2015-02-02
Also published as: WO2006000256A1; RU2366548C2; RU2007103010A; US20080072411A1; CA2571500A1

Abstract

Eine Ausgangskomponente zur Herstellung von Sägeblättern bzw. Sägebändern aufweisend:
a. mindestens ein vorgefertigtes Trägerband bzw. eine vorgefertigte Trägerscheibe, vorzugsweise ein Stahlband bzw. eine Stahlscheibe; und
b. mindestens ein vorgefertigtes Segment bestehend aus einem Ausgangswerkstoff für eine Schneidkontur von Sägeblättern bzw. Sägebändern, wobei
c. sowohl das Trägerband bzw. die Trägerscheibe als auch das Segment jeweils eine erste und eine zweite Stirnseite aufweisen und die erste Stirnseite schmaler ist als die zweite Stirnseite; und wobei
d. das mindestens eine Trägerband bzw. die mindestens eine Trägerscheibe mit dem mindestens einen Segment über ihre jeweils schmale Stirnseite derart verbunden ist, dass durch ein Trennen der fertigen Ausgangskomponente entlang einer durch das mindestens eine Segment hindurch laufenden Trennlinie zwei Bimetallbänder bzw. Bimetallscheiben erzeugbar sind, die jeweils einen Teil des mindestens einen Segments aufweisen.

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausgangskomponente zur Herstellung von Sägeblättern bzw. Sägebändern.
2. Hintergrund der Erfindung
Als Ausgangskomponente zur Fertigung von Sägen mit harten und verschleißfesten Zahnspitzenbereichen wird im Allgemeinen ein Verbundstahlblatt oder Verbundstahlband eingesetzt. Ausgehend vom Querschnitt des genannten Stahlblattes sind schmale Teile aus Werkzeugstahl auf der Schmalseite bzw. schmalen Stirnseite des elastischen biegbaren Stahlblattes bzw. Trägerbandes befestigt.
Diese Ausgangskomponente ist auch unter der Bezeichnung Bimetallband oder Bimetallblatt basierend auf den verwendeten unterschiedlichen Werkstoffen bekannt. Der Hintergrund der Verwendung von Werkzeugstahl bzw. von anderen Schneidwerkstoffen besteht darin, dass sie für die Zahnspitzenbereiche eine höhere Verschleißfestigkeit und somit eine höhere Lebensdauer des späteren Sägeblattes bereitstellen.
Zur Herstellung des Sägeblattes wird aus dem oben genannten Verbund ein Zahnprofil bzw. eine Zahnkontur ähnlich dem späteren Sägeblattes herausgeschnitten. Die auf diese Weise entstehenden Zähne umfassen Spitzenbereiche bestehend aus Werkzeugstahl, wobei der Rest des Sägeblattes aus dem zähfesten elastischen Stahl des Trägerbandes besteht. Das oben beschriebene Schneiden der Schneid kontur ist jedoch mit einem hohen Verlust an Werkzeugstahl verbunden, da das Material der geschnittenen Zahnzwischenräume keine weitere Verwendung findet.
Daher ist in der EP 1 389 183 A2 die Verwendung eines Trägerbandes in Verbindung mit Segmenten aus Werkzeugstahl beschrieben. Auch diese Anordnung ist noch mit einem hohen Verlust an Werkstoff verbunden, da die Segmente nur begrenzt durch auszuschneidende Zahnkontur auszufüllen sind. Des Weiteren fällt ein hoher Zeitaufwand zum Ausschneiden, Fräsen, Schleifen der Zahnkonturen an, um das abschließende Sägeblatt zu erhalten. Diese aufwendigen Arbeitsschritte führen zudem zu einer Abnutzung der verwendeten Werkzeuge, die ebenfalls kostenintensiv ist.
In der GB-A-451846 wird auch schon eine Ausgangskomponente zur Herstellung von Sägeblättern bzw. Sägebändern, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung beschrieben, wobei ein erstes und ein zweites Trägerband über ein aus Schnellstahl bestehendes Segment miteinander verbunden sind, um durch Trennen der Ausgangskomponente zwei Bimetallbänder zu erzeugen. Die Erzeugung dieser bekannten Ausgangskomponente erfordert jedoch zusätzliche, aufwändige Walzvorgänge.
Es ist daher das technische Problem der vorliegenden Erfindung, eine Ausgangskomponente zur Herstellung von Sägeblättern bzw. Sägebändern zu schaffen, das mit geringerem Arbeitsaufwand verglichen zum Stand der Technik sowie mit niedrigerem Werkzeugverschleiß bei der Herstellung verbunden ist.
3. Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieses technischen Problems der vorliegenden Erfindung ist im unabhängigen Anspruch 1 angegeben. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu finden.
4. Kurze Beschreibung der begleitenden Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die in den begleitenden Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen:
1 eine bevorzugte Ausgangskomponente bestehend aus zwei Trägerbändern, die über ein durchgehendes Segment miteinander verbunden sind;
2 eine bevorzugte Ausgangskomponente bestehend aus zwei Trägerbändern, die über eine Mehrzahl von beabstandeten Segmenten miteinander verbunden sind;
3 eine bevorzugte Ausgangskomponente bestehend aus zwei Trägerbändern, die über ein durchgehendes Segment miteinander verbunden sind, wobei in der Ausgangskomponente eine konturnahe Schneidlinie verläuft;
4 eine bevorzugte Ausführungsform einer Ausgangskomponente bestehend aus zwei Trägerbändern und einem durchgehenden Segment, wobei die konturnahe Schneidlinie sowie die später zu erzielende Zahnkontur dargestellt sind;
5 eine vergrößerte Darstellung des mit X gekennzeichneten Bereichs aus 4;
6 eine bevorzugte Ausgangskomponente mit einer Mehrzahl von Segmenten, wobei die geplante Zahnkontur angedeutet ist;
7 eine vergrößerte Darstellung des mit X gekennzeichneten Bereichs aus 6; und
8 eine schematische Darstellung von Zahnkonturen angeordnet in erfindungsgemäß bevorzugten Segmenten unterschiedlicher Form.
9 die vor dem Auftrennen erfolgende randseitige Bearbeitung des Bimetallbandes und eine für das Auftrennen in Teilbänder vorgesehene, weitere mäanderförmige Trennlinie (strichpunktartig) sowie die Linien der späteren Zahnprofile in den Teilbändern (gestrichelt), in der Draufsicht von oben (9a) und im Querschnitt (9b);
10 die entlang der Trennungslinie aus 9 aufgetrennten Teilbänder;
11 die aus den Teilbändern der 10 durch materialabtragende Bearbeitung hervorgehenden Sägeblätter, bzw. -bänder;
12 in der Draufsicht von oben zwei fertige Sägeblätter bzw. Sägebänder, wie sie bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung entstehen;
13 in mehreren Teilfiguren (13a–13e) verschiedene Schritte auf dem Weg zur Herstellung der in 12 gezeigten Sägeblätter bzw. Sägebänder;
14 das Ausstanzen der (runden) Einsetzplättchen aus Schneidmaterial aus einem größeren Blech;
15 das Fixieren der Einsetzplättchen in den Löchern des Trägerbandes mittels eines Prägevorgangs;
16 den prinzipiellen Ablauf beim Einlöten und anschließenden Härten der Einsetzplättchen;
17 in der Draufsicht eine mit Löchern versehene Trägerscheibe zur Herstellung eines Kreissägeblattes;
18 den prinzipiellen Aufbau beim strahltechnischen Verschweißen der Einsetzplättchen mit dem Trägerband; und
19 in zwei Teilfiguren (19a und 19b) eine zu 13d und 13e alternative Teilung des Trägerbandes entlang einer anderen Trennlinie, bei der die späteren Sägezähne mit ihren Schneidkanten aneinander stoßen.
5. Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Erfindungsgemäß wird die Ausgangskomponente zur Herstellung von Sägeblättern bzw. Sägebändern aus mindestens einem Trägerband und mindestens einem Segment hergestellt. Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind z.B. schematisch in den 1 und 2 gezeigt. Sie umfassen ein erstes Trägerband 11a und ein zweites Trägerband 11b, die bevorzugt aus zähfestem biegsamem Stahl hergestellt sind. Das erste Trägerband 11a und das zweite Trägerband 11b sind bevorzugt über mindestens ein Segment 15 oder über eine Mehrzahl von Segmenten 15a miteinander verbunden. Sofern ein einzelnes Segment 15 verwendet wird, verläuft dieses einteilig zwischen dem ersten Trägerband 11a und dem zweiten Trägerband 11b.
Die erfindungsgemäß bevorzugten Segmente bestehen aus festem und widerstandsfähigem Material, das nach Beendigung der Herstellung des Sägeblattes die Zahnspitze einer möglichen Zahnkontur eines Sägeblattes bildet. Die bevorzugt eingesetzten Segmente 15, 15a weisen unterschiedliche Formen und Querschnittsprofile auf, die sich in Abhängigkeit von der zu realisierenden Sägenan wendung ergeben. Mit der Gestaltung der Segmentform wird bevorzugt eine effiziente Kraftübertragung zwischen Segment und Trägerband während des Sägens realisiert. Ein bevorzugtes Segmentprofil gewährleistet das Erzeugen einer Verschränkung der Sägezähne, auch wenn die Zähne bzw. Zahnkontur nicht vollständig aus biegsamem Material, wie beispielsweise Keramik oder Hartmetall, besteht. Auf die einzelnen bevorzugten Ausgestaltungen der Segmente 15, 15a wird weiter unten näher eingegangen.
Erfindungsgemäß bevorzugt bestehen das einzelne Segment 15 oder die Mehrzahl von Segmenten 15a aus Schnellarbeitsstahldraht, der auch als HSS-Draht bezeichnet wird. Eine weitere Ausführungsform verwendet Bleche, die aus Schnellarbeitsstahl bestehen. Weitere bevorzugte Materialien für die Segmente 15, 15a sind Hartmetalle, Cermets, d.h. Werkstoffe bestehend aus keramischen und metallischen Phasen, und Poly-Kristalliner Diamant (PKD). Des Weiteren sind sämtliche Werkstoffe zur Herstellung der Segmente 15, 15a geeignet, die die Eigenschaften von Schneidwerkzeugen gewährleisten und die sich dauerhaft mit den Trägerbändern 11a, 11b verbinden lassen.
Die in den 1 und 2 dargestellten erfindungsgemäß bevorzugten Ausgangskomponenten zur Herstellung von Sägeblättern bzw. Sägebändern haben den erfindungsgemäßen Vorteil, dass durch einen Schneidprozess mit geringem Aufwand zwei Bimetallbänder bzw. Bimetallblätter erzeugt werden können. Es ist ebenfalls erfindungsgemäß bevorzugt, mehrere der in den 1 und 2 dargestellten Ausgangskomponenten über weitere anzuordnende Segmente miteinander zu verbinden. Daraus folgt, dass durch das einfache Schneiden der Segmente und Trägerbänder nicht nur zwei, sondern eine größere Anzahl von Bimetallbändern erzeugt werden kann.
Basierend auf der erfindungsgemäßen Konstruktion der Ausgangskomponenten wird eine kompakte Anordnung bereitgestellt, die sowohl die Lagerung als auch die Lieferung dieser Ausgangskomponenten gemessen an der Zahl der herstellba ren Sägeblätter vereinfacht. Zudem sind wenige Arbeitsschritte zur Herstellung der erfindungsgemäßen Ausgangskomponente im Vergleich zur Herstellung der gleichen Anzahl an Bimetallblättern erforderlich. Dies führt zu geringeren Kosten und zu Zeiteinsparungen bei der Herstellung sowohl der erfindungsgemäßen Ausgangskomponente als auch der späteren Sägeblätter bzw. Sägebänder.
Im Folgenden wird das Verfahren zur Herstellung der oben genannten Ausgangskomponenten und zur Herstellung von Sägeblättern bzw. Sägebändern beschrieben. Die einzelnen Verfahrensschritte, aus denen sich das Gesamtverfahren aufbaut, können beliebig in Unterverfahren zusammengefasst werden, die durch Zulieferer und Endhersteller von Sägeblättern ausgeführt werden. Somit werden alle Verfahrensschritte, die hier zusammenhängend beschrieben sind, als Schritte zur Herstellung der Ausgangskomponente oder als Schritte zur Herstellung des Sägeblatts angesehen.
In 1 ist eine bevorzugte Ausgangskomponente gezeigt, die aus dem ersten Trägerband 11a und dem zweiten Trägerband 11b aufgebaut ist. Die Trägerbänder 11a, 11b umfassen jeweils eine erste und eine zweite Stirnseite, wobei die erste Stirnseite bevorzugt schmaler ist als die zweite Stirnseite. In der Ausgangskomponente, die schematisch in 1 gezeigt ist, sind die ersten Stirnseiten der Trägerbänder 11a, 11b gegenüberliegend angeordnet und über das dazwischen liegende durchgehende Segment 15 miteinander verbunden. Wie bereits oben erwähnt worden ist, wird die bevorzugte Ausgangskomponente mit weniger Arbeitsschritten hergestellt, als eine vergleichbare Anzahl an Bimetallbändern. Neben der vereinfachten Herstellung zeichnet sich die Ausgangskomponente durch bessere Lagermöglichkeiten aus und sie lässt sich mit geringerem Aufwand transportieren.
Ausgehend von der in 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform der Ausgangskomponente wird durch annähernd gradliniges Trennen bzw. Schneiden des durchgehenden Segments 15 die Ausgangskomponente in zwei Bimetallbänder geteilt. Das Schneiden innerhalb des durchgehenden Segments 15 erfolgt bevorzugt derart, das an beiden Trägerbändern 11a, 11b ein Teil des Segments 15 stehen bleibt. Zur weiteren Verarbeitung wird dann bevorzugt eine Schneidkontur in die erzeugten Bimetallbänder gefräst. In dieser Schneidkontur werden die Zahnspitzen durch die Reste des Segments 15 gebildet. Nach dem Erzeugen der Zahnkontur erfolgt bevorzugt ein Härten des Sägeblattvorkörpers, das abschließend, sofern es erforderlich sein sollte, durch Schleifen nachgearbeitet oder auf genauere Abmessungen gearbeitet wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die in 1 dargestellte Ausgangskomponente entlang der Schneidlinie 18 geschnitten, wie sie in 3 schematisch gezeigt ist. Die Schneidlinie 18 verläuft bevorzugt innerhalb des durchgehenden Segments 15. Es ist ebenfalls bevorzugt, dass die Schneidlinie 18 teilweise in den Trägerbändern 11a, 11b verläuft, sofern dies die weitere Fertigung des Sägeblattes unterstützt. Basierend auf dem Verlauf der Schneidlinie 18 ergeben sich zwei Bimetallblätter bzw. Bimetallbänder mit versetzt angeordneten Segmenten 15. Aufgrund ihrer Form gibt die Schneidlinie 18 in groben Zügen die spätere Schneidkontur des herzustellenden Sägeblatts vor. Dieser Zusammenhang zwischen der Form der Schneidlinie 18 und der späteren Schneidkontur des herzustellenden Sägeblatts ist schematisch in den 4 und 5 dargestellt. Dabei zeigt die 5 eine vergrößerte Darstellung des in 4 eingekreisten Bereiches.
Da die spätere Kontur des Sägeblattes durch den Verlauf der Schneidlinie 18 annähernd nachempfunden wird, wird dieser Vorgang auch als konturnahes Schneiden bezeichnet. Durch die Genauigkeit des konturnahen Schneidens können weitere Bearbeitungsschritte, wie beispielsweise Fräsen oder Schleifen, auf ein Minimum reduziert oder sogar eingespart werden.
Bevorzugt erfolgt nach dem Schneiden oder dem konturnahen Schneiden ein Härten der Verbindung aus Trägerband und Segment. Da das Schneiden oder kontur nahe Schneiden unter dem Einfluss von Wärme durchgeführt wird, beispielsweise mit Hilfe von Lasern, bleiben in den geschnittenen Werkstoffen mechanische Spannungen, Gefügeveränderungen und/oder Glasphasen und dergleichen zurück. Diese zumeist negativen Effekte relaxieren während des Härtens. Neben dem weitgehenden Beseitigen der oben genannten negativen Effekte bildet das Härten die Grundlage für das spätere Schleifen der erzeugten Bimetallbänder. Ohne den Härtungsprozess würde das Schleifen durch die zu weichen Werkstoffe behindert werden, weil beispielsweise die Schleifwerkzeuge verschmieren. Zudem unterstützt das konturnahe Schneiden in Kombination mit dem Härten das spätere Schleifen, weil aufgrund der Genauigkeit des konturnahen Schneidens nur noch geringe Mengen an Material abgetragen werden müssen. Auf dieser Basis wird bevorzugt ein Fräsen der Ausgangskomponente eingespart.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ausgangskomponente, die in 2 schematisch dargestellt ist, sind ein erstes Trägerband 11a und ein zweites Trägerband 11b über eine Mehrzahl von Segmenten 15a miteinander verbunden. Wie bereits das oben beschriebene durchgehende Segment 15 sind auch die Segmente 15a aus einem geeigneten Schneidwerkstoff hergestellt.
Die Segmente 15a sind regelmäßig, periodisch und/oder unregelmäßig entlang der Längsrichtung der Trägerbänder 11a, 11b angeordnet, um beispielsweise in einem späteren Sägevorgang Schwingungen zu reduzieren oder sogar ganz zu verhindern. Der Abstand der mehreren Segmente 15a ist zudem auf die später zu erzeugende Zahnkontur 17 (vgl. 4, 5, 6 und 7) angepasst. Der Zusammenhang zwischen dem Abstand der Segmente 15a und der späteren Schneidkontur 17 basiert bevorzugt darauf, dass die Segmente 15a nach der Bearbeitung die Spitzenbereiche der Zähne des hergestellten Sägeblatts bilden.
Aufgrund der bevorzugten Anordnung der Segmente 15a in den Bereichen, in denen später Zahnkonturen erzeugt werden, und dem Weglassen von kosteninten sivem Schneidwerkstoff in den Zwischenbereichen, wo später keine Zahnkontur erzeugt wird, führt zu einer effektiven Materialeinsparung, Ausnutzung des vorhandenen Materials und somit zu einer kostengünstigeren Herstellung von Sägeblättern.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Ausgangskomponente gemäß 2 derart getrennt, dass an den gegenüberliegenden Stirnseiten der Trägerbänder 11a, 11b Abschnitte der Segmente zurückbleiben. Um die abschließende Schneidkontur des Sägeblattes zu erzielen, erfolgt ein Fräsen und/oder Schleifen und abschließendes Härten oder es erfolgt ein Fräsen und/oder Härten und ein abschließendes Schleifen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die in 2 dargestellte Ausgangskomponente bestehend aus den Trägerbändern 11a, 11b und den verbindenden Segmenten 15a gehärtet. Da die Segmente 15a über verhältnismäßig kurze Abschnitte mit den Trägerbändern 11a, 11b verbunden sind, entsteht durch die Wärmebehandlung während des Härtens nur ein verhältnismäßig geringer Verzug der erfindungsgemäßen Ausgangskomponente. Dieser Verzug basiert auf dem unterschiedlichen Dehnungsverhalten der Materialien, die für die Trägerbänder 11a, 11b und die Segmente 15a verwendet werden. Aufgrund des geringeren Verzugs wird die Anpassung der Werkstoffe von Trägerband und Segment aneinander erleichtert, um den verbleibenden Verzug auszugleichen. Des Weiteren bildet der reduzierte oder fast vollständig aufgehobene Verzug einen besseren Ausgangspunkt für die weitere Bearbeitung der Ausgangskomponente. Als einen weiteren Vorteil bildet der Härteprozess die Grundlage für ein nachfolgendes Schleifen, da das Schleifen von gehärtetem Material im Vergleich zu nicht gehärtetem Material mit reduzierter Werkzeugbelastung erfolgt. Dies ist auf den Umstand zurückzuführen, dass das gehärtete Material beispielsweise nicht zu einem "Schmieren" auf den Schleifwerkzeugen führt.
Weiterhin basierend auf der Anordnung der Mehrzahl von Segmenten 15a zwischen den Trägerbändern 11a, 11b wird eine Ausgangskomponente bereitgestellt, die mit einem konturnahe geschnittenen doppelten Bimetallstreifen vergleichbar ist. Daraus folgt, dass bevorzugt nur noch ein geringer Materialabtrag erforderlich ist, um die abschließende Form des Sägeblattes zu erzielen. Dies spart bevorzugt den Schritt des Fräsens und unterstützt zudem in Zusammenhang mit dem Härteprozess eine sofortige genaue Fertigung der Sägekontur mit Hilfe des Schleifens. Daraus folgt, dass aufgrund der oben beschriebenen Herstellung der Ausgangskomponente Arbeitsschritte und somit Kosten bei der Herstellung von Sägeblättern bzw. Sägebändern eingespart werden.
Zur weiteren Verarbeitung der bevorzugt gehärteten Ausgangskomponente erfolgt ein Trennen der Segmente 15a, so dass an den gegenüberliegenden Stirnseiten der Trägerbänder 11a, 11b gegenüberliegende Abschnitte des jeweils geschnittenen Segments 15a zurückbleiben. Die auf diese Weise erzeugten gehärteten Bimetallbänder bzw. Bimetallstreifen werden durch Schleifen, Stanzen oder andere bevorzugte Gestaltungsvorgänge in die Form der abschließenden Schneidkontur gebracht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die in 2 dargestellte Ausgangskomponente nach dem Härten mit Hilfe eines konturnahen Schneidvorgangs innerhalb der Segmente 15a getrennt. Das konturnahe Schneiden kann sich bevorzugt auch über die Segmente 15a hinaus bis in die Trägerbänder 11a, 11b erstrecken. Dieses konturnahe Schneiden führt zu den Zahnkonturen 17, wie sie beispielhaft in den 6 und 7 dargestellt sind. Diese bevorzugte Gestaltung des Herstellungsverfahrens führt zu einer optimalen Materialausnutzung, so dass der Verlust an teuerem Schneidwerkstoff reduziert wird und auf diese Weise Kosten gespart werden. Zudem führt das konturnahe Schneiden zu einer Zahnkontur, die nur noch einer geringen Nachbearbeitung bedarf, um die abschließenden Geometrien des zu erzeugenden Sägeblattes zu erzielen. Da die hier verarbeitete Ausgangskomponente bereits gehärtet ist, erfolgt diese Nachbearbeitung mit Hilfe von Schleifvorgängen, die ebenfalls mit geringen Werkzeugbelastungen und somit auch mit geringen Kosten verbunden sind.
Um des Weiteren das für die Segmente 15a verwendete Material optimal auszunutzen und auf diese Weise Kosten zu sparen, werden bevorzugt die Schneidkonturen von zwei späteren Zahnspitzen in einem Segment 15a angeordnet. Dies ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in den 6 und 7 gezeigt. Gemäß dieser Ausführungsform werden die abgerundeten Zahnkontur-Bereiche nahe beieinander positioniert, während die geradlinig verlaufenden Bereiche – hier bevorzugt annähernd senkrecht verlaufend – nahe der Außenkante des Segments 15a angeordnet sind. Zudem wird die Größe des Segments 15a an die angestrebte Zahnkontur derart angepasst, so dass möglichst wenig Material als Überschuss abgetragen werden muss. Weiterhin werden die Zahnkonturen bevorzugt derart im Segment angeordnet, dass sich die oben genannten geradlinigen Bereiche gegenüber liegen. Dies führt gerade bei einer relativ schmalen, spitz nach oben ragenden Zahnkontur zu Materialeinsparungen.
Die Menge des überschüssigen Materials oder das Aufmaß, das beim konturnahen Schneiden der Segmente eingeplant werden muss, ist mit der Wärmebelastung während des Schneidens verknüpft. Dies folgt aus den wärmebelasteten oder wärmegeschädigten Zonen, die beim Schneiden entstehen können. Daher ist es ebenfalls erfindungsgemäß bevorzugt, die Wärmebelastung beim Schneiden oder allgemein beim Bearbeiten derart zu wählen, dass die wärmebelasteten Zonen klein gehalten werden und dadurch das Aufmaß vermindern.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird neben dem Material der Segmente 15, 15a ebenfalls die Form der Segmente variiert, wenn man sie, so wie in den 1 und 2 dargestellt, von der Seite betrachtet. Diese Formvariation hat bevorzugt das Ziel, eine beispielsweise nicht nur geradlinig verlaufende Grenzfläche zwischen Segment und Trägerband zu erzeugen. Diese Grenzfläche zwischen Trägerband und Segment wird während eines späteren Sägevorgangs durch starke mechanische Spannungen belastet. Durch den bevorzugten Verlauf dieser Grenzfläche erfolgt ein gegenseitiges Abstützen zwischen Segment und verbundenem Trägerband. Zu diesem Zweck ist es bevorzugt, Segmente 15a in einer krummlinigen oder eckigen Form, beispielsweise in einer runden, ovalen, gleichmäßig mehreckigen oder viereckigen Form, zu verwenden. Beispielgebende Formen sind in 8 schematisch dargestellt und veranschaulichen das Prinzip, dass hier ausgenutzt werden soll.
Die verschiedenen Formen der Segmente 15a werden bevorzugt in komplementär zu diesen Segmenten 15a geformte Aussparungen in dem jeweiligen Trägerband 11a, 11b eingesetzt. Aufgrund dieser Anordnung verläuft die Grenzfläche zwischen Segment und Trägerband krummlinig, geradlinig, eckig oder in jeder beliebigen Form, die die Stabilität des späteren Sägeblatts bestehend aus Trägerband und Segment unterstützt. Bevorzugt werden die verschiedenen Formen der Segmente 15a durch Schweißen, Löten oder andere geeignete Befestigungs- oder Verbindungsverfahren in den jeweiligen Aussparungen der Trägerbänder angebracht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die Segmente 15, 15a in ihrem Querschnitt eine profilierte Form auf. Die hier betrachtete Querschnittsfläche verläuft senkrecht sowohl zu der Darstellungsebene der 1 und 2 als auch zu den dort erkennbaren Längsachsen der Trägerbänder 11a, 11b. Die Querschnittsfläche weist bevorzugt die Form eines Parallelogramms, Trapezes, unregelmäßigen Vierecks oder dergleichen auf. Die Profilierung des Querschnitts der Segmente 15, 15a findet vorzugsweise Anwendung bei Schneidwerkstoffen, die zum Verschränken von Zahnkonturen der späteren Sägeblätter nicht gebogen werden können. Erfindungsgemäß bevorzugt liefert der profilierte Querschnitt der verwendeten Segmente bereits selbst eine verschränkungsähnliche Anordnung. Es ist weiterhin bevorzugt, diese verschränkungsähnliche Anordnung mit Hilfe von Bearbeitungsverfahren, wie beispielsweise Schleifen, herauszuarbeiten. Auf dieser Basis ist es erfindungsgemäß bevorzugt mög lich, auch bei der Nutzung von beispielsweise keramischen Schneidwerkstoffen, Hartmetall, PKD oder dergleichen eine Zahnkontur zu erzielen, die ähnliche Eigenschaften aufweist, wie sie mit einer Verschränkung bei herkömmlichen Sägeblättern erzielt werden würde.
Gemäß den 9 bis 11 wird eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Dabei erfolgt die Verbindung über Schweißnähte 16a, b, die durch hochenergetische Strahlen 20a, b in Form von Laserstrahlen oder Elektronenstrahlen erzeugt werden (schematisch in 9b durch zwei Strahlengänge angedeutet). Da die Schweißung im Zentralbereich und symmetrisch zur Mittellinie 14 des Bimetallstreifens erfolgt, lassen sich schweißbedingte Verkrümmungen des Streifens in der Streifenebene sicher vermeiden. Die Breite B des Streifens 15 wird vorteilhafter Weise so gewählt, dass sie ungefähr gleich der Höhe (H in 11) der aus dem Schneidmaterial bestehenden Abschnitte der Sägezähne (12a, b in 11) ist. Dadurch wird der Verlust an Schneidmaterial bei der materialabtragenden Bearbeitung des Zahnprofils auf ein Minimum reduziert.
Das bandförmige Bimetall-Vormaterial kann mit Vorteil, bevor es in zwei gleichartige Teilbänder aufgetrennt wird (10), an den beiden gegenüberliegenden Außenkanten 19a, b gleichzeitig bearbeitet werden. Eine solche Bearbeitung stellt sicher, dass das fertige Sägeblatt bzw. Sägeband mit der Hinterkante ohne Schwierigkeiten in Führungsrollen oder sonstigen Führungselementen geführt werden kann. Für die Bearbeitung der Außenkanten 19a, b ist eine Kantenbearbeitungsvorrichtung 21a,b vorgesehen, die in 9 nur schematisch angedeutet ist und materialformend (z.B. walztechnisch) oder materialabtragend (z.B. durch Schleifen oder dergl.) arbeitet, um insbesondere eine gleichmäßig verrundete Außenkante zu erzeugen.
Die Auftrennung gemäß 10 erfolgt entlang einer sich in Längsrichtung erstreckenden, mäanderförmig durch das Segment 15 verlaufenden Trennlinie 18, die in 9 striehpunktartig eingezeichnet ist. Die in 9 gezeigte Trennlinie 18 stellt ein Beispiel dar. Selbstverständlich sind auch andere Trennlinien denkbar, um eine optimale Ausnutzung des Schneidmaterials aus dem Segment 15 für die Sägezähne der beiden späteren Sägeblätter bzw. -bänder zu erzielen. Die Periodizität der Trennlinie 18 entspricht der Zahnteilung (ZT in 11) der späteren Sägeblätter bzw. –bänder. Es ist auch denkbar, dass eine Periode mehrere, unterschiedliche Zähne umfasst. Sind in dem Vormaterial mehrere Segmente aus Schneidmaterial parallel angeordnet, wie dies in 11 der US-A-3,766,808 gezeigt ist, ergibt sich eine entsprechende Anzahl von parallelen Trennlinien. Wesentlich für die Trennlinie 18 ist, dass durch die Auftrennung entlang der Trennlinie 18 in der Längsrichtung des Bandes (in Richtung der Mittellinie 14) aufeinanderfolgende Abschnitte des Segments 15 gebildet werden, die abwechselnd dem einen und dem anderen dabei entstehenden Teilband zugeordnet werden. Diese Verzahnung der beiden getrennten Teilbänder 10a, b (10) stellt sicher, dass das Segment 15 mit dem Schneidmaterial optimal ausgenutzt wird und bei der Ausbildung der Zahnprofile 17a, b mit den Sägezähnen 12a, b und Zahnlücken 13a, b ein Minimum an Abfall entsteht. Mit der Minimierung des Materialverlustes geht eine Minimierung der Bearbeitungszeit und des Werkzeugverschleißes einher, weil erheblich weniger Material abgetragen werden muss.
Die aufgetrennten Teilbänder 10a, b der 10 werden schließlich einer materialabtragenden Bearbeitung unterzogen, bei der die endgültigen Sägezähne 12a, b ausgebildet werden (11). Die Sägezähne 12a, b können dabei vollständig oder abschnittsweise aus dem Schneidmaterial bestehen.
Schließlich wird in den 12 bis 19 noch eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der nur ein einziges Trägerband mit darin eingesetzten Einsetzplättchen die Ausgangskomponente bildet. In 13 sind in mehreren Teilfiguren 13a bis 13e verschiedene Schritte zur Herstellung eines Paars von Sägeblättern bzw. Sägebändern 10a, b wiedergegeben, wie sie in 12 gezeigt sind. Ausgangspunkt ist gemäß 13a ein Trägerband 11 aus einem geeigneten Trägerbandmaterial (einem Stahl oder dergl.), wie es aus dem eingangs genannten Stand der Technik vielfach bekannt ist. Die Dicke D des (vorzugsweise walztechnisch hergestellten) Trägerbandes 11 (15) liegt im Bereich von etwa 0,5 bis 3 mm. Die Breite B des Trägerbandes ist so gewählt, dass sie größer oder ungefähr gleich der Breite der späteren Sägeblätter bzw. Sägebänder 10a, b ist.
In das Trägerband 11 werden gemäß 13b in einem ersten Schritt durch Stanzen, Laserschneiden oder ein anderes geeignetes Verfahren entlang bzw. in der Mittellinie 14 des Trägerbandes 11 fortlaufend Löcher 15b eingebracht, deren Abstand (Lochmittelpunkt zu Lochmittelpunkt) der Zahnteilung ZT des späteren Sägeblattes bzw. Sägebandes 10a, b entspricht. Im dargestellten Beispiel haben die Löcher 15b eine kreisrunde Randkontur. Sie können jedoch auch andersartig berandet sein und z.B. die Form eines Vielecks, einer Ellipse oder dergl. haben. Die kreisrunde Randkontur hat dabei den Vorteil der hohen Symmetrie und einfachen Herstell- und Bearbeitbarkeit.
In die Löcher 15b im Trägerband 11 werden dann gemäß 13e passende Einsetzplättchen 16 eingesetzt, deren Dicke vorzugsweise der Dicke D des Trägerbandes 11 entspricht. Die Einsetzplättchen 16 bestehen aus einem für die Sägezähne besonders geeigneten und vom Trägerband 11 abweichenden Material. Bewährt hat sich dafür ein härtbarer Werkzeugstahl, insbesondere ein Schnellarbeitsstahl (HSS), wie er in vielfältiger Form aus der Werkzeugtechnik bekannt ist. Die Einsetzplättchen 16 werden bevorzugt gemäß 14 aus einem größeren Bleich 30 ausgestanzt oder ausgeschnitten, wobei sich aufgrund der bei einem Blech vereinfachten Bearbeitung ein erheblicher Kostenvorteil gegenüber dem Stand der Technik ergibt. Eine hohe Materialausnutzung wird dabei durch eine dichtest gepackte Anordnung der Stanzlöcher erreicht.
Es ist aber auch denkbar, Einsetzplättchen 16 aus einem Hartmetall zu verwenden, wie es beispielsweise für Schneidplättchen eingesetzt wird. Die Einsetzplättchen 16 haben vorzugsweise dieselbe Form und Randkontur wie die Löcher 15b, so dass sie die Löcher 15b vollständig ausfüllen und mit ihrem Außenrand eng am Innenrand der Löcher 15b anliegen. Bei der nachfolgenden stoffschlüssigen Verbindung sind die Einsetzplättchen 16 dann über die gesamte Länge ihres Randes mit dem Trägerband 11 verbunden. Die Einsetzplättchen 16 können, insbesondere im Hinblick auf die spätere Zahnform, aber auch so geformt sein, dass sie nur über gewisse Abschnitte ihres Randes am Trägerband 11 anliegen und mit ihm verbunden sind.
Wenn die Einsetzplättchen 16 in die Löcher 15b des Trägerbandes 11 eingesetzt sind, werden die weiteren Bearbeitungsschritte dadurch erleichtert, dass die Einsetzplättchen 16 in den Löchern 15b bis zur endgültigen stoffschlüssigen Verbindung mit dem Trägerband in ihrer Position fixiert werden. Besonders einfach kann eine Fixierung gemäß 15 durch eine Prägevorgang in einer Prägevorrichtung 19 erzielt werden. Bei diesem Prägevorgang wird mittels geeigneter Prägestempel im Zentrum der Einsetzplättchen 16 jeweils ein Eindruck 20 erzeugt. Das mit dem Eindruck 10 verdrängte Material fließt nach außen und vergrößert den Durchmesser des Einsetzplättchens 16, so dass der Rand des Plättchens 16 gegen den Innenrand des Loches 15b gepresst wird und die Position fixiert. Es ist aber auch denkbar, die Einsetzplättchen 16 durch das Setzen von randseitigen Schweißpunkten zu fixieren.
Nach dem Fixieren der Einsetzplättchen 16 in den Löchern 15b des Trägerbandes 11 werden Einsetzplättchen 16 und Trägerband 11 am Rand der Plättchen stoffschlüssig miteinander verbunden. Bei Einsetzplättchen 16 aus härtbarem Werkzeugstahl wird dafür gemäß 16 ein Hartlötverfahren mit nachfolgendem Härtungsprozess bevorzugt. Dazu wird das Trägerband 11 mit den eingesetzten und fixierten Einsetzplättchen 16 durch eine Lötvorrichtung 23 geführt, in der es vorzugsweise induktiv erwärmt wird. Bevor der jeweilige Abschnitt des Trägerbandes 11 in die Lötvorrichtung 23 eintritt, wird mittels einer Lotauftragsvorrichtung 21 ein geeignetes Lot, z.B. Kupferlot, auf das jeweilige Einsetzplättchen aufgebracht. Wenn das Trägerband 11 mit dem Lot 22 in die Lötvorrichtung 23 eintritt, werden Lot 22 und Trägerband 11 auf die notwendige Temperatur (z.B. ≥ 1150°C) erwärmt, das Lot 22 zerfließt und wird in den Ringspalt zwischen Einsetzplättchen 16 und Trägerband 11 eingezogen. Die beim Hartlöten in das Trägerband eingebrachte Wärme kann mit Vorteil benutzt werden, um einen nachfolgenden Härtungsvorgang durchzuführen. Dazu wird das Trägerband 11 gemäß 16 unmittelbar nach dem Hartlöten einer Härtevorrichtung 24 zugeführt, wo die Einsetzplättchen 16 entsprechend nach Maßgabe der für ihr Material gültigen Härtevorschriften, insbesondere durch Abschrecken mittels eines eingedüsten flüssigen oder gasförmigen Kühlmediums 31, gehärtet werden.
Anstelle einer Hartlötung kann – wenn die Einsetzplättchen 16 aus einem schweißbaren Material bestehen – als stoffschlüssiges Verbindungsverfahren auch ein Schweißverfahren, insbesondere mittels Laserstrahl oder Elektronenstrahl, herangezogen werden (18). Ein entsprechender Strahl 28 und/oder 29 aus einer Strahlquelle 26 bzw. 27 wird dann ein- oder beidseitig entlang der Randkontur der Einsetzplättchen 16 geführt.
Nachdem Trägerband 11 und Einsetzplättchen 16 auf diese Weise stoffschlüssig miteinander verbunden sind, wird das Trägerband 11 gemäß 13d und 13e (oder gemäß 19a und 19b) entlang einer vorgegebenen Trennlinie 18 bzw. 18' in zwei gleichartige Teilbänder (Trägerbänder 11a,b in 12) getrennt. Die zickzackförmige Trennlinie 18 bzw. 18' ist im Bezug auf die beiden späteren Zahnprofile 17a und 17b der beiden getrennten Sägeblätter bzw. Sägebänder 10a ,b so gewählt, dass die Einsetzplättchen 16 jeweils in zwei Einsetzplättchenabschnitte 16c, d halbiert werden, wobei jede Plättchenhälfte bzw. jeder Einsetzplättchenabschnitt 16c, d zur Bildung eines Sägezahnes ausreicht. Die beiden getrennten Teilbänder 11a, b gehen durch Drehung um 180° ineinander über. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass durch dieselben Bearbeitungsschritte zwei gleichartige Sägeblätter 10a, b entstehen. Aus den gemäß 13e vorliegenden zwei Teilbändern 11a ,b mit den eingelöteten Plättchenhälften können dann durch materialabtragende Bearbeitung die Zahnprofile 17a, b mit ihren Sägezähnen 12a, b und den dazwischen liegenden Zahnlücken 13a, b ausgeformt werden, bis die Sägeblätter bzw. Sägebänder 10a, b in der in 12 gezeigten endgültigen Form vorliegen. Während bei der Trennlinie 18 aus 13d die späteren Sägezähne 12a, b innerhalb der Einsetzplättchen 16 mit ihren Rückseiten aneinander stoßen, gibt die Trennlinie 18' aus 19a eine Trennung vor, bei der die späteren Sägezähne 12a, b mit ihren Schneidkanten aneinander stoßen. Im Zusammenhang mit anderen Formen von Einsetzplättchen 16 und Zahnprofilen 17a, b sind aber auch andere Trennlinien denkbar.
Soll ein Kreissägeblatt hergestellt werden, wird gemäß 17 von einer kreisrunden Trägerscheibe 25 ausgegangen, in die im Randbereich umlaufend die Löcher 15b eingebracht werden. In die Löcher 15b werden dann entsprechend die Einsetzplättchen 16 eingesetzt, fixiert und stoffschlüssig (durch Hartlöten o.ä.) mit der Trägerscheibe 25 verbunden und ggf. gehärtet. Anschließend wird durch materialabtragende Bearbeitung das gewünschte Zahnprofil erzeugt.
Insgesamt ergibt sich mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ein ein Bimetall-Sägeblatt oder -Sägeband oder -Kreissägeblatt, welches sich durch folgende Eigenschaften und Vorteile auszeichnet:

– Durch die Verwendung von flachen Einsetzplättchen kann als Ausgangsmaterial für die Zähne ein einfach und kostengünstig herzustellendes Blech verwendet werden, aus dem die einzelnen Einsetzplättchen ausgestanzt oder ausgeschnitten werden.
– Da das Schneidmaterial nur im Bereich der späteren Zähne in das Trägerband eingebracht wird, wird der Materialverbrauch reduziert; dies gilt insbesondere für die paarweise Herstellung von Sägeblättern bzw. Sägebändern durch Teilung eines breiteren Trägerbandes mit mittig eingesetzten Einsetzplättchen.
– Da die Einsetzplättchen mehr im Inneren des Trägerbandes bzw. der Trägerscheibe liegen und allseitig vom Trägermaterial umgeben sind, ist die thermisch bedingte Verformung beim Hartlöten oder Einschweißen der Plättchen gering; dies gilt insbesondere dann, wenn die Einsetzplättchen symmetrisch in der Mittellinie des Trägerbandes angeordnet sind.
– Die Herstellung kann mit einem Trägerband und Einsetzplättchen erfolgen, deren Dicke in etwa gleich der Dicke des späteren Sägeblattes ist; dadurch können aufwändige Walzschritte vermieden werden.

10a,b: Sägeblatt, Sägeband, Teilband
11,11a,b: Trägerband
12a,b: Sägezahn
13a,b: Zahnlücke
14: Mittellinie
15,15a: Segment(e) (Schneidmaterial, HSS o.ä.)
15b: Loch
16: Einsetzplättchen
16a,b: Schweisssnaht
16c,d: Einsetzplättchenabschnitt
17,17a,b: Zahnkontur, Zahnprofil
18,18': Schneidlinie, Trennlinie
19: Prägevorrichtung
19a,b: Aussenkante
20: Eindruck
20a,b: Strahl (Laserstrahl, Elektronenstrahl)
21: Lotauftragsvorrichtung
21a,b: Kantenbearbeitungsvorrichtung
22: Lot
23: Lötvorrichtung
24: Härtevorrichtung
25: Trägerscheibe
26,27: Strahlquelle (Laser, Elektronenstrahl)
28,29: Strahl (Laserstrahl, Elektronenstrahl)
30: Blech
31: Kühlmedium
B: Breite (Trägerband, Segment)
D: Dicke (Trägerband, Einsetzplättchen)
H: Höhe der Sägezähne 12a,b
ZT: Zahnteilung

Claims

Eine Ausgangskomponente zur Herstellung von Sägeblättern bzw. Sägebändern aufweisend: a. mindestens ein vorgefertigtes Trägerband bzw. eine vorgefertigte Trägerscheibe, vorzugsweise ein Stahlband bzw. eine Stahlscheibe; und b. mindestens ein vorgefertigtes Segment bestehend aus einem Ausgangswerkstoff für eine Schneidkontur von Sägeblättern bzw. Sägebändern, wobei c. sowohl das Trägerband bzw. die Trägerscheibe als auch das Segment jeweils eine erste und eine zweite Stirnseite aufweisen und die erste Stirnseite schmaler ist als die zweite Stirnseite; und wobei d. das mindestens eine Trägerband bzw. die mindestens eine Trägerscheibe mit dem mindestens einen Segment über ihre jeweils schmale Stirnseite derart verbunden ist, dass durch ein Trennen der fertigen Ausgangskomponente entlang einer durch das mindestens eine Segment hindurch laufenden Trennlinie zwei Bimetallbänder bzw. Bimetallscheiben erzeugbar sind, die jeweils einen Teil des mindestens einen Segments aufweisen.
Ausgangskomponente gemäß Anspruch 1, wobei mindestens ein erstes und ein zweites Trägerband vorgesehen sind, welche über das mindestens eine Segment miteinander verbunden sind.
Ausgangskomponente gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das mindestens eine Segment aus Schnellarbeitsstahldraht (HSS-Draht), Schnellarbeitskantendraht, Schnellarbeitsstahlblech, Keramik, Cermets, Hartmetall, PKD und/oder anderen geeigneten Schneidwerkstoffen besteht.
Ausgangskomponente gemäß Anspruch 3, wobei die Breite des Schnellarbeitsstahldrahts zwischen der Standardbreite und der doppelten Standardbreite variiert.
Ausgangskomponente gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei sich das mindestens eine Segment über die gesamte Länge des ersten und zweiten Trägerbandes erstreckt oder wobei eine Mehrzahl von Segmenten in regelmäßigen oder periodischen Abständen entlang des ersten und zweiten Trägerbandes angeordnet ist.
Ausgangskomponente gemäß Anspruch 5, wobei die Ausgangskomponente mit der Mehrzahl an Segmenten gehärtet ist.
Ausgangskomponente gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das mindestens eine Segment eine krummlinige und/oder eckige Form aufweist, vorzugsweise rund, viereckig oder oval.
Ausgangskomponente gemäß Anspruch 7, wobei das mindestens eine Segment an der jeweils annähernd geraden ersten Stirnseite des ersten und zweiten Trägerbandes befestigt ist.
Ausgangskomponente gemäß Anspruch 7, wobei das mindestens eine Segment in einer Aussparung in der ersten Stirnseite des ersten und/oder zweiten Trägerbandes befestigt ist, wobei die Aussparung komplementär zu einem Abschnitt des jeweiligen Segments geformt ist.
Ausgangskomponente gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei das mindestens eine Segment eine profilierte Querschnittsfläche senkrecht zur Längsachse des ersten und zweiten Trägerbandes aufweist.
Ausgangskomponente gemäß Anspruch 1, aufweisend ein Trägerband (11) bzw. eine Trägerscheibe (25), wobei entsprechend der Zahnteilung (ZT) Löcher (15) in das Trägerband (11; 11a, b) bzw. die Trägerscheibe (25) eingebracht sind, in welche die Segmente in Form von Einsetzplättchen (16) eingesetzt sind und die Löcher (15) ausfüllen.
Ausgangskomponente gemäß Anspruch 11, wobei die Löcher (15) und Einsetzplättchen (16) die Randkontur eines Vielecks aufweisen.
Ausgangskomponente gemäß Anspruch 11, wobei die Löcher (15) und Einsetzplättchen (16) eine runde, insbesondere kreisrunde, Randkontur aufweisen.
Ausgangskomponente gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Löcher (15) im Innenbereich des Trägerbandes (11) liegen.
Ausgangskomponente gemäß Anspruch 14, wobei das Trägerband (11) eine Breite (B) aufweist, welche größer oder ungefähr gleich der doppelten Breite des fertigen Sägeblattes bzw. Sägebandes (10a, b) ist, wobei die Löcher (15) auf der Mittellinie (14) des Trägerbandes (11) liegen.