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Die
Erfindung betrifft einen Sägezahn
mit einer Hartschicht bekleideten Oberfläche.
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Zur
Holzbearbeitung eingesetzte, zumeist maschinengetriebene Werkzeuge,
wie Sägeblätter, weisen
oftmals Sägezähne aus
Hartmetall auf. Die Sägezähne bestimmen
im Wesentlichen die Schnitteigenschaften des Werkzeugs. Die Anzahl,
die Gestalt und die Stellung der Sägezähne legen die Form eines mit
dem Werkzeug durchgeführten
Schnittes fest. Das Material der Sägezähne bestimmt die maximale Härte eines
mit dem Werkzeug schneidbaren Materials.
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Aus
dem Stand der Technik, beispielsweise aus
DE 101 23 752 A1 , sind
als Hohlzahn ausgebildete Sägezähne bekannt.
Derartig geformte Sägezähne bewirken
aufgrund einer unebenen Zahnbrust weitgehend ausbruchsfreie Schnittkanten
und weitgehend glatte Schnittflächen.
Durch eine oder mehrere an der Zahnbrust vorgesehene Schneidkanten entsteht
ein spitzer Angriffswinkel zwischen Werkzeug und Schnittfläche, was
einen mehr schneidenden als scherenden Schnitt verursacht und die
Bildung eines länglichen,
dünnen
Spans bewirkt. Ein Nachteil derartig geformter Sägezähne ist, dass die Sägezähne, insbesondere
die die Schneidoberfläche darstellenden
Zahnflanken und die an ihnen ausgebildeten Schneidkanten, in kürzeren Abständen nachgeschliffen
werden müssen,
was zu Ausfallzeiten des Werkzeugs und weiteren Kosten bei dessen Betrieb
führt.
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Weiter
sind Sägezähne mit
einer flachen diamantbeschichteten Zahnbrust bekannt. Bei derartig beschichteten
Sägezähnen ist
eine glattflächige,
in der Regel mehrere Zehntel Millimeter dicke Schicht auf dem Sägezahn aus
Hartmetall aufgebracht, so dass mit dem diamantbeschichteten Sägezahn sehr harte
Materialien durchtrennt werden können.
Da Diamant als Material der Sägezahnbeschichtung
ein sehr verschleißresistenter
Schneidstoff ist, kann auf Nachschleifen der Zahnflanken verzichtet
werden. Die bekannten diamantbeschichteten Sägezähne weisen eine flache Zahnbrust
und infolgedessen keine zur Ausbildung einer hochpräzisen Schnittkante geeignete
Schneidoberfläche
auf.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sowohl die Schnittqualität als auch
die Standzeit eines Sägezahns
zu verbessern.
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Die
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass ein Sägezahn
einen Grundkörper
aus einem lötbaren Hartmetall
und eine Hartschicht auf einem Material, welches härter als
das Hartmetall des Grundkörpers ist,
aufweist. Dabei ist die Hartschicht an einer Frontfläche des
Grundkörpers
vorgesehen und die Zahnbrust weist mindestens einen abgeschrägten und/oder
gerundeten Flächenabschnitt
auf.
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Die
Zahnbrust des erfindungsgemäßen Sägezahns
ist mit einer Hartschicht bekleidet, deren Material härter als
das zur Herstellung des Sägezahngrundkörpers verwendete
Hartmetall ist. Durch den bzw. die an der Zahnbrust vorgesehenen
abgeschrägten
und/oder gerundeten Flächenabschnitte entstehen
Vorsprünge
und/oder Kanten an der Zahnbrust, mit Hilfe derer ein zu schneidendes
Material leichter durchtrennt werden kann. Durch den spitzeren Eintrittswinkel
entsteht eine glattere, weniger Aufreißungen aufweisende Schnittkante.
Aufgrund der Hartschicht ist ein Nachschleifen der Zahnflanken des
erfindungsgemäßen Sägezahns
entbehrlich, so dass dieser eine hohe Lebensdauer und ein mit einem
erfindungsgemäßen Sägezahn bestücktes Werkzeug
eine hohe Standzeit aufweist. Der erfindungsgemäße Sägezahn liefert sowohl den Vorteil einer
hohen Schnittqualität
als auch den Vorteil einer hohen Standzeit. Mit Hilfe des Grundkörpers aus
einem lötbaren
Hartmetall kann der erfindungsgemäße Sägezahn an einem Werkzeug, beispielsweise
einem Sägeblatt,
durch Anlöten
befestigt werden.
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In
einer bevorzugten Ausführung
des erfindungsgemäßen Sägezahns
ist die Zahnbrust hohlförmig,
insbesondere konkav oder V-förmig
und weist vorzugsweise eine durchgehende Hartschicht auf.
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Der
Vorteil einer derartigen Ausbildung ist, dass an der Zahnbrust zwei
vorstehende, idealerweise spitze Schneidkanten ausgebildet werden,
die durch die an der Zahnbrust vorgesehene Hartschicht verstärkt und
verschleißresistenter
sind. Die hart beschichtete Spitze bzw. Kante gewährleistet
ein dauerhaft qualitativ hochwertiges Schneidverhalten des erfindungsgemäßen Sägezahns.
Die Oberfläche
der hohlförmigen
Zahnbrust ist beispielsweise Teil einer Zylinderoberfläche, einer
Ovalkörperoberfläche, einer
Ellipsenkörperoberfläche oder
aus gekrümmten und/oder
ebenen Flächenteilen
zusammengesetzt. Eine Ausbildung der Zahnbrust aus symmetrischen, insbesondere
abgeschrägten
Flächenabschnitten lässt herstellungstechnische
Vereinfachungen zu.
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In
einer bevorzugten Ausführung
des erfindungsgemäßen Sägezahns
ist die Frontfläche
des Grundkörpers
flach und die Hartschicht weist unterschiedliche Dicken auf.
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In
dieser Ausführung
wird die Zahnbrust durch die Hartschicht ausgebildet bzw. ausgeformt. Der
erfindungsgemäße Sägezahn kann
derart hergestellt werden, dass der Grundkörper aus Hartmetall vor oder
nach einem Zuschnitt des Sägezahns
bzw. der Sägezähne mit
einer Hartschicht versehen wird. Anschließend werden Aussparungen, wie
Hohlformen, Nuten und/oder Rillen in die Hartschicht eingebracht
und auf diese Weise die endgültige
Form der Zahnbrust erreicht. Hierfür bieten sich Erodieren, insbesondere
Funkenerosion, sowie andere physikalische und/oder chemische Verfahren
an. Alternativ kann die Zahnbrust aus einzelnen Lagen bzw. einzelnen
unterschiedlich dicken Segmenten der Hartschicht aufgebaut werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführung des
erfindungsgemäßen Sägezahns
weist die Frontfläche
des Grundkörpers
die Kontur der Zahnbrust mit der Hartschicht auf.
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Diese
Ausführung
der Erfindung bietet den Vorteil, dass zu seiner Herstellung möglichst
wenig Hartschichtmaterial verwendet werden muss. In der Herstellung
eines derartigen Sägezahns
wird zuerst die Form des Grundkörpers
ausgebildet, welcher anschließend
mit der Hartschicht versehen wird. Die Hartschicht wird auf der
bereits gewölbten
Zahnbrust durch ein geeignetes Verfahren aufgebracht. Ein Sägezahn mit
einer konkaven Zahnbrust kann derart hergestellt werden, dass ein
mit der Hartschicht versehenes Hartmetall in einzelne Sägezähne zertrennt wird.
Eine weitere Möglichkeit
zur Fertigung eines erfindungsgemäßen Sägezahns ist die Verwendung
eines Hartmetalls, das die Dicke des Sägezahns aufweist und auf das
eine Hartschicht angebracht wird. Anschließend werden Nuten in die Hartschicht
eingelassen und das Hartmetall bandförmig entlang der Nuten geschnitten.
Bei einem Schnitt durch die Berührungskanten
der aneinander liegenden Nuten entstehen Sägezähne mit hohlförmiger Zahnbrust.
Das Fertigen eines größeren Sägezahnverbunds
ist vorteilhaft hinsichtlich einer leichteren großflächigeren Materialbearbeitung.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführung des
erfindungsgemäßen Sägezahns
ist an einem Zahnrücken
des Sägezahns
und/oder an der Zahnbrust eine Fase vorgesehen.
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Das
Material der Hartschicht enthält
vorteilhafterweise Diamant in polykristalliner Form. Durch die Wahl
vom Diamant als Bestandteil der Hartschicht wird eine besonders
hohe Verschleißfestigkeit
des erfindungsgemäßen Sägezahns
sichergestellt und die Möglichkeit
zum Durchtrennen von Materialien bis zu einer Härte von Diamant geschaffen. Alternativ
oder zusätzlich
kann das Material der Hartschicht Chrom, Titan, Bor und/oder Karbon
enthalten, wodurch eine hohe Härte
und eine hohe Verschleißfestigkeit
der Hartschicht erreicht werden.
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Die
Erfindung umfasst weiter ein maschinengetriebenes Bearbeitungswerkzeug,
insbesondere Kreissägeblatt,
an dem mindestens ein erfindungsgemäßer Sägezahn vorgesehen ist. Ein
derartiges Bearbeitungswerkzeug, wie ein Bandsägeblatt, ein Fräser oder
ein Bohrer, erhält
durch den an ihm angebrachten erfindungsgemäßen Sägezahn bzw. Sägezähnen ein
glatte Trennflächen
und lange Späne aufweisendes
Schneidverhalten und stellt somit eine hohe Schnittgüte sicher.
Eine hohe Standzeit wird durch den Verzicht auf regelmäßiges Nachschleifen erreicht.
Darüber
hinaus können
bei einer Ausführung
der Hartschicht aus Diamant mit Hilfe des erfindungsgemäßen Bearbeitungswerkzeugs
Materialien, die besonders hart sind, durchtrennt werden, und mit dem
erfindungsgemäßen Werkzeug
sind lange Bearbeitungszeiten bei gleich bleibender Schnittgüte möglich.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Figuren
und der Beschreibung der Zeichnung. Der erfindungsgemäße Sägezahn und
das erfindungsgemäße Bearbeitungswerkzeug sind
in Ausführungsbeispielen
in den 1 bis 3 dargestellt. Die in den Figuren
gezeigten Ausführungsformen
sind stark schematisiert dargestellt und nicht maßstäblich zu
verstehen.
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Es
zeigt:
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1 und 2 je
einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Sägezahn; und
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3 ein
Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Bearbeitungswerkzeugs.
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1 zeigt
einen erfindungsgemäßen Sägezahn 1 in
einem horizontalen Schnitt. Ein Grundkörper 2 des Sägezahns 1 weist
einen quadratischen Querschnitt auf. An einer Frontfläche 20 des
Grundkörpers 2 ist
ganzflächig
eine Hartschicht 3 aufgebracht. Eine vom Grundkörper 2 abgewandte
Außenoberfläche der
Hartschicht 3 ist ein vollständig gerundeter Flächenabschnitt,
welche eine Zahnbrust 10 des Sägezahns 1 bildet.
Die Zahnhöhe,
d.h. die an der Zahnbrust 10 gemessene Länge, beträgt in der Regel
ein bis zehn Millimeter. Durch die gezeigte konkave, hohlförmige Ausbildung
der Zahnbrust 10 werden an beiden Rändern der Zahnbrust 10 eine,
im Schnitt als Spitze gezeigte, Schneidkante 11 und eine,
ebenso als Spitze gezeigte, weitere Schneidkante 12 ausgebildet.
Die aus dem Material der Hartschicht 3 geformten Schneidkanten 11, 12 führen beim
Eintreten in ein zu schneidendes Material zu einem präzisen Schnitt.
Eine Ausbildung zweier Schneidkanten 11, 12 erlaubt
durch eine gleichmäßige, insbesondere
Kräfte
gleich verteilende Anlage der Schneidkanten 11, 12 an
der Schnittfläche
eines zu schneidenden Materials, wie Holz, und verbessert somit
zusätzlich
die Schnittqualität
des erfindungsgemäßen Sägezahns 1.
Mit Hilfe der Schneidkanten 11, 12 kann der erfindungsgemäße Sägezahn 1 ein
Material durchtrennen, welches maximal die Härte des Materials der Hartschicht,
vorteilhafterweise Diamant, besitzt. Die Form der Zahnbrust 10 ist
vollständig
durch die Hartschicht 3 ausgebildet, welche auf der flachen
Frontfläche 20 des
Grundkörpers 2 aufliegt.
Die Zahnbrust 10 wird beispielsweise in einem abtragenden
Fertigungsverfahren aus der Hartschicht 3, welchem im vorgefertigten
Zustand eine Dicke aufweisen kann, die größer oder gleich der hier gezeigten
Höhe der
Schneidkanten 11, 12 ist, ausgeformt.
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In 2 ist
eine weitere Ausführung
des erfindungsgemäßen Sägezahns 1 dargestellt.
Die Frontfläche 20 des
Grundkörpers 2 ist
uneben und aus zwei symmetrisch angeordneten abgeschrägten Flächenabschnitten
zusammengesetzt. Die Kontur der Frontfläche 20 ist V-förmig, spiegelbildlich
zur Mitte ausgebildet. In der gezeigten Ausführungsform weist die auf der
Frontfläche 20 des
Grundkörpers 2 vorgesehene
Hartschicht 3 eine gleichmäßige Dicke auf. Die Kontur
der Zahnbrust 10 folgt der Kontur der Frontfläche 20,
so dass die Zahnbrust 10 ebenso zwei abgeschrägte, symmetrisch
in V-Form angeordnete Flächenabschnitte
und infolge dessen zwei randseitige Schneidkanten 11, 12 aufweist.
Der Vorteil einer derartigen Ausführung liegt darin, dass zur Herstellung
des erfindungsgemäßen Sägezahns 1, insbesondere
zur An- bzw. Aufbringung der Hartschicht 3 eine geringere
Menge Hartschichtmaterial eingesetzt werden muss. Es ist darüber hinaus
denkbar, bei dieser Ausführungsform
die Hartschicht 3 mit unterschiedlichen Dicken auszuführen und
zwar in einer derartigen Weise, dass im Bereich der Schneidkanten 11, 12 die
Hartschicht 3 eine größere Dicke aufweist
als im Mittelbereich der Zahnbrust, welcher zum Schneidverhalten
des Sägezahns 1 wenig
beiträgt.
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In 3 ist
eine Anbindung des Sägezahns 1 an
ein Bearbeitungswerkzeug 4 dargestellt. Die Figur zeigt
einen Sektor des als Kreissägeblatt
ausgeführten
Holzbearbeitungswerkzeugs 4. Ein Sägeblattrohling 40 weist
an der Randfläche
eine kammartige Zahnreihe auf, wobei an den hintereinander geordneten
Kämmen
der Sägezahn 1,
ein zweiter Sägezahn 42,
ein dritter Sägezahn 43,
ein vierter Sägezahn 44 und
ein fünfter
Sägezahn 45 entsprechend angebracht
sind. Die erfindungsgemäßen Sägezähne 1, 42, 43, 44 und 45 sind
mit ihren jeweiligen Grundkörpern
aus lötbarem
Hartmetall an dem Sägeblattrohling 40 befestigt.
Dabei weisen die Grundkörper
der Sägezähne 1, 42, 43, 44 und 45 entsprechende
Anbindungsmittel zur Ausbildung eines Formschlusses mit dem Sägeblattrohling 40 auf.
Die Zahnbrüste
der erfindungsgemäßen Sägezähne 1, 42, 43, 44 und 45 sind,
wie die Zahnbrust 10 des Sägezahns 1, in tangentialer
Richtung ausgerichtet. Die gemäß der Erfindung
an den Sägezähnen 1, 42, 43, 44 und 45 spitz
ausgebildeten Schneidkanten sorgen für eine hohe Maßgenauigkeit
und Geradlinigkeit eines mit dem Bearbeitungswerkzeug 4 durchgeführten Schnittes.
Ein zusätzliches
Schärfen
und/oder Schleifen der Sägezähne 1, 42, 43, 44 und 45 ist
bei der erfindungsgemäßen Ausführung des
Bearbeitungswerkzeuges nicht bzw. nur in sehr großen zeitlichen
Abständen
notwendig, was die Standzeit des Bearbeitungswerkzeugs 4 erhöht.
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Weitere
Ausführungen
des erfindungsgemäßen Sägezahns 1 mit
einer oder mehreren, vorteilhafterweise parallel angeordneten Schneidkanten
sowie mit einer oder mehreren an der Zahnbrust 10 und/oder
einem Zahnrücken
des Sägezahns 1 vorgesehenen
Fasen sind denkbar. Es ist darüber
hinaus vorstellbar, nur einzelne Abschnitte der Frontfläche 20 mit
der Hartschicht 3 zu bedecken. Die entsprechenden Abschnitte
können
auf die Bereiche der Schneidkanten begrenzt werden, wo das Material
der Hartschicht 3 die Funktion eines sehr verschleißresistenten
Schneidstoffes innehat.
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Zur
Verbesserung der Schnittqualität
und der Standzeit weist ein erfindungsgemäßer Sägezahn 1 einen Grundkörper 2 aus
einem lötbaren
Hartmetall und eine Hartschicht 3 auf einem Material, welches härter als
das Hartmetall des Grundkörpers 2 ist,
auf. Durch an der Zahnbrust 10 vorgesehene abgeschrägte und/oder
gerundete Flächenabschnitte
entstehen Schneidkanten 11 und 12, die durch die
an der Zahnbrust 10 vorgesehene Hartschicht 3 verstärkt und
verschleißresistenter
sind und ein dauerhaft qualitativ hochwertiges Schneidverhalten
des erfindungsgemäßen Sägezahns 1 sicherstellen.
Ein Bearbeitungswerkzeug 4 erhält durch einen an ihm angebrachten
erfindungsgemäßen Sägezahn bzw. Sägezähnen 1, 42, 43,
... ein glatte Trennflächen
aufweisendes Schneidverhalten und stellt somit eine hohe Schnittgüte sicher.