Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Sägeblätter. Insbesondere
betrifft die Erfindung Sägeblätter, bei denen die Schneidzähne einen speziellen
Aufbau haben, um die typischerweise durch den Schneidvorgang erzeugten Vibrationen
zu reduzieren, und dadurch das Empfinden und den Benutzungskomfort zu verbessern.
Hintergrund der Erfindung
Im Bereich der per Hand und der angetrieben hin- und hergehenden Sägeblätter
ist es bekannt, sehr aggressive Sägen zu entwerfen (d. h. Sägen, die tief mit jedem
Zug in das zu sägende Material eindringen), die Schneidzähne verwenden, die jeweils
mit drei oder mehr sich schneidenden Winkelflächen gearbeitet sind. Obwohl diese
aggressiven Sägen sich effektiv durch das Material schneiden, erfordert die aggressive
Zahngestaltung typischerweise relativ hohe Kraftspitzen, die im Bereich geringer
Geschwindigkeit jedes Zugs auftreten (d. h. um den Unkehrpunkt der hin- und hergehenden
Bewegung und insbesondere während eines Anfangsabschnitts jedes Sägezugs). Solche
Kraftspitzen können eine grobe Blattbeschleunigung im Niedriggeschwindigkeitsbereich,
ein schlechtes dynamisches „Sägegefühl" erzeugen und auch die Schneideeffizienz
reduzieren.
Das US-Patent 4,590,890 sieht ein Sägeblatt mit einer Reihe dreieckiger
Sägezähne vor, wobei jeder Zahn eine Schneidkante und eine Rückseitenkante aufweist,
die durch eine scharfe Kante mit einem Schneidewinkel verbunden sind, der hinter
der vorderen Schneidekante sich verjüngt. Die Schneidwinkel der Schneidkanten verringern
sich progressiv vom vorderen zum hinteren Ende. Zusätzlich können die Zähne aus
einer Kombination von seitlich vorstehenden Zähnen und geraden Zähnen gebildet sein.
Im Licht des vorhergehenden erscheint es wünschenswert, ein Sägeblatt
vorzusehen, das die mit herkömmlichen Gegenständen dieser Art verbundenen Nachteile
mindern kann. D. h. es erscheint wünschenswert, ein Blatt vorzusehen, bei dem die
Zähne so ausgebildet sind, dass sie die Blattbeschleunigung glättet, insbesondere
um den Umkehrpunkt der hin- und hergehenden Bewegung, um das Empfinden und den Benutzungskomfort
zu verbessern, ohne wesentlich die Effektivität des Blatts zu beeinträchtigen.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein hin-
und hergehendes Sägeblatt mit einem langgestreckten Element vorgesehen, das eine
im wesentlichen flache rechte und linke Seite, ein Aufnahmeende und eine äußere
Endspitze, eine Rückenkante und eine davon beabstandete Schneidkante sowie eine
Mehrzahl von alternierenden und einander gegenüberstehenden Schneidzähnen aufweist,
wobei jeder Schneidzahn ein Paar geneigter Flanken hat, die von einer der Seiten
wegragen und sich entlang einem Scheitel des sich zu einer Spitze erstreckenden
Zahns schneiden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidzähne eine Mehrzahl an
Niedriggeschwindigkeitszähnen, die sich über eine festgelegte Strecke von einem
Ende zum anderen Ende erstrecken, und eine Mehrzahl an Hochgeschwindigkeitszähnen
umfassen, die sich von den Niedriggeschwindigkeitszähnen zum anderen Ende erstrecken
und im wesentlichen die gleiche Höhe haben, wobei jede Spitze der Hochgeschwindigkeitszähne
eine erste Zahnspitzenfluchtlinie berührt und eine dritte geneigte Flanke aufweist,
die unter einem Neigungswinkel relativ zu der ersten Zahnspitzenfluchtlinie liegt,
wobei jede Spitze der Niedriggeschwindigkeitszähne eine dritte geneigte Flanke aufweist,
die unter einem Winkel relativ zu der ersten Zahnspitzenfluchtlinie liegt, der geringer
ist als jeder der Neigungswinkel.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sieht eine hin-
und hergehende Säge vor, die einen Handgriff und das Blatt aufweist. Das Blatt umfasst
eine Mehrzahl von Zähnen, die für Hübe mit niedriger Geschwindigkeit gestaltet sind
und sich von einem Ende zum anderen Ende des Blatts erstrecken, und eine Mehrzahl
von Zähnen, die für Hübe mit im Verhältnis höherer Geschwindigkeit gestaltet sind
und sich von dort zum anderen Ende des Blatts erstrecken.
Andere Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten
Beschreibung deutlich. Es sollte jedoch klar sein, dass die detaillierte Beschreibung
und die spezifischen Ausführungsbeispiele nur zu Erläuterungszwecken gegeben werden,
da aus dieser detaillierten Beschreibung verschiedene Änderungen und Modifizierungen
innerhalb der Idee und des Schutzbereiches der Erfindung für den Fachmann deutlich
werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend
in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Ziffern
gleiche Elemente bezeichnen und:
1 eine rechtsseitige Ansicht einer Zugtyp-Säge
in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist,
1A eine Ansicht eines Teilstücks einer
alternativen Endspitze für das Sägeblatt der 1 ist,
2 eine vergrößerte Ansicht eines Teilstücks
des Sägeblatts der 1 ist,
3 eine Querschnittsansicht des Sägeblatts
der 2 ist entlang der in 2
dargestellten Linie 3-3,
4 eine vergrößerte, linksseitige Ansicht
eines Teilstücks des Sägeblatts der 2 ist, mit dem
Blatt in umgekehrter Position dargestellt,
5L–8L
und 5R–8R
jeweils isometrische Ansichten des Spitzenabschnitts der linken und rechten Zähne
des Sägeblatts der 4 sind,
9 eine schematische Darstellung einer
Aufsicht des Sägeblatts der 4 ist,
10 eine vergrößerte, linksseitige Ansicht
eines Zahns relativ zu einem X-Y-Koordinatensystem ist,
11 in Aufsicht eine linksseitige Perspektivansicht
des Zahns der 10 relativ zu einem X-Z-Koordinatensystem
ist,
12–14
vergrößerte, linksseitige Ansichten der erfindungsgemäßen gewinkelten Zahnspitzen
sind,
15 eine Querschnittsansicht eines Teilstücks
der Zahnspitze der 14 ist entlang der in
14 dargestellten Linie 15-15,
16 eine diagrammartige Darstellung eines
Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Sägeblatts ist,
17 eine rechtsseitige Ansicht eines Sägeblatts
entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist,
18 eine vergrößerte Ansicht eines Teilstücks
des Sägeblatts der 17 ist, mit dem Sägeblatt in umgekehrter
Position dargestellt,
19 eine schematische Darstellung des
Sägeblatts der 18 von oben ist,
20 eine graphische Darstellung der Ungleichförmigkeit
und der zeitgleichen Schneidkraft ist, die bei einem unveränderten Sägeblatt erzeugt
werden,
21 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts
des Graphen der 20 ist, der die Schneidkraft darstellt,
22 eine graphische Darstellung der Schneidgeschwindigkeit
zeitgleich zu dem Schneidkraftgraphen der 21 ist,
23 eine graphische Darstellung der Ungleichförmigkeit
und der gleichzeitigen Schneidkraft ist, die bei einem erfindungsgemäß modifizierten
Sägeblatt erzeugt werden,
24 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts
des Graphen der 23 ist, der die Schneidkraft darstellt,
25 eine graphische Darstellung der Schneidgeschwindigkeit
des modifizierten Sägeblatts zeitgleich zu dem Schneidkraftgraphen der
25 ist und
26 ein Vergleichsgraph der Schneidgeschwindigkeitskurven
die jeweils bei den unveränderten und veränderten, in den 22
und 25 dargestellten Sägeblättern gebildet
werden.
Detaillierte Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Sägeblätter mit
Zähnen mit besonderen Spitzenprofilen, um das Vibrationsausmass zu vermindern, das
durch den Schneidvorgang verursacht wird.
Mit Bezug auf die 1 und 2
weist ein Sägeblatt 10 zum Holz schneiden oder ähnlichem ein längsgestrecktes
Metallblatt 12 auf, an dem an einem Ende durch eine Schraube
16 ein Handgriff 14 angebracht ist. Der Handgriff 14
kann ein kurzer Griff oder ein Ende eines relativ langen Stabes sein. Die Säge
10 ist eine Zugtyp-Säge, das bedeutet eine Zugbewegung des Blattes
12 über oder durch das Holz bildet den vorrangigen Durchschneidvorgang
(oder Schneidvorgang). Jedoch ebnet, wie unten beschrieben wird, das Blatt währen
der Umkehrbewegung (d. h. wenn das Blatt 12 durch den Schnitt zurückgeschoben
wird) die Seiten des Schnitts, was einen saubereren Schnitt ergibt. Dem Durchschnittsfachmann
wird klar sein, dass die vorliegende Erfindung ähnlich bei einer Schiebetyp-Säge
(d. h. einer Säge, bei der der vorrangige Schneidvorgang durch das Wegdrücken von
dem Benutzer erzeugt wird) verwendet werden kann, einfach durch Umdrehen der Zahnrichtung.
Das Blatt 12 hat grundsätzlich ebene rechte und linke Seiten
18, 20, ein Aufnahmeende 22 entgegengesetzt zu einer
äußeren Endspitze 24, eine langgestreckte Rückenkante 26 gegenüberliegend
zu einer langgestreckten Schneidkante (oder Zahnkante) 28. Wie am besten
in der 5 zu sehen, laufen die rechte und linke Seite
18, 20 geringfügig von der Schneidkante
28 zu der Rückenkante 26 zusammen, wodurch das Blatte
12 eine reibungsvermindernde Verjüngung erhält.
Die Schneidkante 28 umfasst eine Mehrzahl an Schneidzähnen
30, die in eine Mehrzahl von Niedriggeschwindigkeitshub-Zähnen
32 und eine Mehrzahl von Hochgeschwindigkeitshub-Zähnen 34 gruppiert
sind. Die Niedriggeschwindigkeitszähne 32 erstrecken sich über eine festgelegte
Distanz vom Aufnahmeende 22 Richtung Endspitze 24, und die Hochgeschwindigkeitszähne
34 erstrecken sich von den Niedriggeschwindigkeitszähnen 32 zur
Endspitze. Dadurch sind die Niedriggeschwindigkeitszähne entlang der Schneidkante
28 angeordnet, um das Holz während eines Abschnitts des Sägehubs zu schneiden,
in dem sich das Blatt 12 relativ langsam bewegt (wie weiter unten mit Bezug
auf die 22–25
erläutert wird). Bevorzugt haben die Schneidzähne 30 im wesentlichen die
gleiche Höhe und Spitzen, die eine Zahnspitzenfluchtlinie (38) berühren.
Eine Kerbe 40 ist zwischen jedem Paar benachbarter Schneidzähne
30 ausgebildet, wobei der Grund jeder Kerbe 40 im wesentlichen
eine Zahnfußfluchtlinie 42 berührt. Die Zahnfußfluchtlinie 42
ist zweckmäßig im wesentlichen parallel zu der Zahnspitzenfluchtlinie
38. Die Kerben zwischen den Niedriggeschwindigkeitszähnen 32 haben
bevorzugt eine Aufnahmefähigkeit zum Wegführen von Schneidmaterial ähnlich den Kerben
zwischen den Hochgeschwindigkeitszähnen 32.
Obwohl keine irgendwie geartete Beschränkung damit beabsichtigt ist,
werden nun einige spezielle Abmessungen der Säge 10 zu Erläuterungszwecken
diskutiert. Die Säge 10 ist eine Holzsäge, bei der sich die Schneidzähne
30 über 6 Inch entlang der der Schneidkante 28 erstrecken, wobei
jede Kerbe 40 eine Tiefe von ungefähr ¼ Inch hat. Die neun dem Aufnahmeende
22 nächstgelegenen Zähne bilden die Niedriggeschwindigkeitszähne, während
die verbleibenden 22 Zähne die Hochgeschwindigkeitszähne bilden. Dementsprechend
nehmen die Niedriggeschwindigkeitszähne einer zu der Säge 10 ähnlichen
Holzsäge ungefähr 15% bis 35% und bevorzugt 25% der Gesamtzahl der Schneidzähne
ein.
Jedoch kann der erfindungsgemäße Gesamtaufbau des Blatts
12 abhängig von der Verwendung variieren. Beispielsweise kann das Verhältnis
der Niedriggeschwindigkeitszähne sich abhängig von Faktoren wie der Verwendung,
für die die Säge vor allem entworfen wurde, der zu schneidenden Materialart und,
ob die Säge eine Hand- oder Motorsäge ist, um nur ein paar zu nennen, ändern. Zusätzlich
würden selbstverständlich für eine Schiebetyp-Säge die relativen Positionen der
Niedriggeschwindigkeitszähne und der Hochgeschwindigkeitszähne umgedreht.
Weiter können für eine Schiebetyp-Säge Niedriggeschwindigkeitszähne
sowohl an dem Aufnahmeende als auch der Endspitze vorgesehen sein. Schließlich kann
bei bestimmten Anwendungen (beispielsweise bei Baumschneidesägen), bei denen die
Säge am Ende eines langen Stabes angebracht ist, ein Spitzenbereich 24'
eines Sägeblatts 12' ohne jede Zähne ausgebildet sein (siehe
1A). D. h. der Spitzenbereich sieht ein Blatt
12' und eine Schneidkante 28' hierzu mit einer nicht gezahnten
Längserweiterung vor. Dieser „nicht gezahnte" Bereich (im wesentlichen eine
freibleibende Kante) hilft dem Benutzer, der typischerweise ein gutes Stück entfernt
von dem zu schneidenden Ast steht, dabei, das Blatt in dem Schnitt zu halten. Dies
wiederum vermindert die Wahrscheinlichkeit, versehentlich das Sägeblatt durch Anstoßen
gegen einen Ast oder dergleichen bei dem Versuch zu verbiegen, das Blatt in den
Schnitt wieder einzuführen.
Mit Bezug auf die 4–9
werden nun die Niedriggeschwindigkeitszähne 32 und die Hochgeschwindigkeitszähne
34 näher beschrieben. Wenn diese Figuren betrachtet werden, sollte bedacht
werden, dass das Blatt 12 in umgekehrter Ausrichtung zu seinem normalen
Gebrauch (und zu der Ausrichtung in den 1–3)
dargestellt ist, mit den Zähnen in einer Darstellung die nach oben zeigt, um die
Zähne 32, 34 besser darzustellen. Aus ähnlichen Gründen ist das
Blatt 12 in der 9 schematisch dargestellt,
d. h. einige Abmessungen können überzeichnet und einige Details aus Erläuterungszwecken
weggelassen sein.
Die Niedriggeschwindigkeitszähne 32 weisen eine Reihe von
alternierenden und einander gegenüberstehenden rechten und linken Zähnen
44L, 46R, 48R, 50L, 52R und
54L auf ( die Bezeichnungen L und R werden hier benutzt, um anzuzeigen,
ob der Zahn im wesentlichen von der jeweils linken oder rechten Seite des Blattes
vorragt). Ähnlich weisen die Hochgeschwindigkeitszähne 34 eine Reihe von
alternierenden und einander gegenüberstehenden rechten Zähnen 56R und linken
Zähnen 58L auf.
Jeder rechte Zahn 46R, 48R, 52R,
56R hat eine im wesentlichen dreieckige Hauptflanke 46A,
48A, 52A, 56A (siehe 2),
die im wesentlichen planparallel mit der rechten Seite 18 des Blatts
12 ist. Der rechte Zahn 46R, 48R, 52R,
56R hat auch eine kleinere, im wesentlichen dreieckige zweite Flanke
46B, 48B, 52B, 56B (siehe 4)
die im wesentlichen planparallel mit der linken Seite 20 des Blatts
12 ist. Zusätzlich hat jeder rechte Zahn 46R, 48R,
52R, 56R ein Paar geneigter Flanken (46C, 46D),
(48C, 48D), (52C, 52D), (56C,
56D), die von der dreieckigen Hauptflanke 46A, 48A,
52A, 56A zu der dreieckigen zweiten Flanke 46B,
48B, 52B, 56B zusammenlaufen und sich entlang einem Scheitel
(46E, 48E, 52E, 56E) schneiden. Geneigte Flanken
46C, 48C, 52C, 56C bilden Schneidflanken, die
Holz von den Seiten und dem Grund des Schnitts während der Hubbewegung
schaben (oder Fräsen). Weiter bilden geneigte Flanken 46D, 48D,
52D, 56D Glättflanken, die den Schnitt während der Schiebbewegung
weiter glätten.
Es ist bemerkenswert, dass das Blatt 12 Holz aus einem Schnitt
vorrangiger durch Fräsen und Glätten, als durch Trennen und Reißen entfernt, wie
es bei herkömmlichen aggressiven Blättern geschieht. Dies ist ein Ergebnis der sehr
genauen Steuerung der Mikroschärfe der Schneide- und Glättflanken (und insbesondere
des Mikroradius entlang einer Schneidkante jedes Zahns, der durch das sich Schneiden
jeder Schneidflanke und der dreieckigen Hauptfläche gebildet wird), ebenso wie der
präzisen Verjüngung der Blattdicke. Der sich ergebende Schnitt ist sehr glatt und
verursacht wenig Materialschädigungen, typischer für ein weniger aggressives Blatt.
Ähnlich, aber entgegengesetzt zu den oben beschriebenen rechten Zähnen,
hat jeder linke Zahn 44L, 50L, 54L, 58L eine
im wesentlichen dreieckige Hauptflanke C (siehe 4),
die im wesentlichen planparallel mit der linken Seite 20 des Blatts
12 ist, eine kleinere, im wesentlichen dreieckige zweite Flanke
44B, 50B, 54B, 58B (siehe 2)
die im wesentlichen planparallel mit der rechten Seite 18 des Blatts
12 ist. Zusätzlich hat jeder linke Zahn 44L, 50L,
54L, 58L ein Paar geneigter Flanken (44C, 44D),
(50C, 50D), (54C, 54D), (58C,
58D), die von der dreieckigen Hauptflanke 44L, 50L,
54L, 58L zu der dreieckigen zweiten Flanke 44B,
50B, 54B, 58B zusammenlaufen und sich entlang einem Scheitel
(44E, 50E, 54E, 58E) schneiden.
Die detaillierten Spitzenprofile der Niedrig- und Hochgeschwindigkeitszähne
32 sind am besten mit Bezug auf die isometrischen Darstellungen der
5R–5L
in Kombination mit der schematischen Darstellung der 9
zu verstehen. Selbstverständlich muss der Blickwinkel, aus dem die Ansichten aufgenommen
sind, klar sein. Daher erläutern die 10 und
11 einen Zweistufenprozess, um die richtige
Blickrichtung zu erhalten. Zu Beginn zeigt 10 einen
anfänglichen Blickwinkel-Punkt 60 im Verhältnis zu einer linksseitigen
Aufsicht eines Umrisses des Zahns 56R (d. h., dieselbe Ausrichtung wie
in 4). Aus dem Blickwinkel-Punkt 60 ist die
Sichtlinie um ca. 45° nach oben von der X-Achse angehoben (wie durch den angedeuteten
Pfeil 62 angezeigt), zu einem erhöhten Blickwinkel-Punkt 64 mit
einer Sichtlinie 65. Von dem Punkt 64 ist die Sichtlinie sodann
um ca. 45° nach rechts gedreht (d. h. aus der X-Y-Ebene heraus, wie durch den
angedeuteten Pfeil 66 gezeigt), um einen endgültigen, obigen, linksperspektivischen
Blickwinkel-Punkt 68 mit einer Sichtlinie 69 zu erhalten, auf
der die in den 5R–5L
dargestellten Ansichten aufgenommen sind.
Mit Bezug zurück auf die 5R–5L
und 9 umfasst nun jeder Hochgeschwindigkeitszahn
eine oberste geneigte Flanke 56F, 58F, die jedes Paar an geneigten,
zusammenlaufenden Flanken (56C, 56D), (58C,
58D) schneidet, um mit jedem Zahn 56R, 58L einen Winkel
zu bilden und auf diesem eine Hochgeschwindigkeits-Dreieckspitzenflanke zu bilden.
Ähnlich umfasst jeder Niedriggeschwindigkeitszahn 44L, 46R eine
geneigte Flanke 44G, 46G, die jedes Paar an geneigten, zusammenlaufenden
Flanken (44C, 44D), (46C, 46D) schneidet, um
mit jedem Zahn 44L, 46R einen Winkel zu bilden und auf diesem
eine Niedriggeschwindigkeits-Dreieckspitzenflanke zu bilden. Schließlich umfasst
jeder Niedriggeschwindigkeitszahn 48R, 50L, 52R,
54L zwei geneigte Flanken (48F, 48G), (50F,
50G), (52F, 52G), (54F, 54G), die zusammen
jedes Paar an geneigten, zusammenlaufenden Flanken (48C, 48D),
(50C, 50D), (52C, 52D), (54C,
54D) schneiden, um einen Winkel mit jedem Zahn 48R,
50L, 52R, 54L zu bilden und auf diesem eine Niedriggeschwindigkeits-Dreieckspitzenflanke
zu bilden. Wesentlich und wie nachfolgend weitergehend beschrieben wird hat jede
geneigte Flanke 44G, 46G, 48G, 50G,
52G, 54G der Niedriggeschwindigkeitszähne 32 einen kleineren
Winkel zur Zahnspitzenfluchtlinie 38 als jede geneigte Flanke
48F, 50F, 52F, 54F, 56F,
58F der Niedrig- und Hochgeschwindigkeitszähne 32, 34.
Anders ausgedrückt, die „G" Zahnspitzenflanken sind flacher oder lotrechter
zu der hin- und hergehenden Sägebewegung als die „F" Zahnspitzenflanken.
Zusammengenommen bilden die „F" und „G" Flanken auf jedem Zahn eine
Spitze, mit den „G" Flanken als höchste ebene Fläche auf den Niedriggeschwindigkeitszähnen
und den „F" Flanken als höchste ebene Fläche auf den Hochgeschwindigkeitszähnen.
Sich den 12–14
zuwendend, können die Spitzenprofile der Zähne 52R, 48R und
46R (die Niedriggeschwindigkeitszähne) leicht mit den Spitzenprofilen der
Zähne 56R (den Hochgeschwindigkeitszähnen) verglichen werden. Die geneigte
Flanke 52F ist um einen Winkel &agr;° gegen die Fluchtlinie
38 (siehe 12), die geneigte Flanke
48F um einen Winkel &bgr;° gegen die Fluchtlinie 38 (siehe
13) und die geneigte Flanke 56F um einen Winkel
&ggr;° gegen die Fluchtlinie 38 geneigt (siehe 14).
Bevorzugt ist der Winkel &bgr;° (der Flanke 48F) kleiner als der Winkel
&agr;° (der Flanke 52F), mit den Winkeln der verbleibenden geneigten
Niedriggeschwindigkeitsflanken 50F, 54F in Bezug auf die Fluchtlinie
38 in Abfolge angepasst (z.B. die geneigte Flanke 50F ist bevorzugt
horizontaler als die geneigte Flanke 52F). Der Winkel &ggr;° (und die
Neigungswinkel der verbleibenden Hochgeschwindigkeitsflanken „F" gegen die
Fluchtlinie 38) ist bevorzugt etwas kleiner als die Neigungswinkel &agr;°,
&bgr;°, weil den Hochgeschwindigkeitszähnen die zusätzlich verstärkende Dicke
aufgrund der relativ flachen Niedriggeschwindigkeitsflanken „G" fehlt. Die
Neigungswinkel &agr;°, &bgr;° und &ggr;° (und die Neigungswinkel für
die verbleibenden „F" Flanken) können alle gleich sein, liegen jedoch bevorzugt
zwischen ca. 25° und 35° und haben die oben beschriebenen Verhältnisse (zueinander).
Bevorzugt beträgt der Winkel &ggr;° ungefähr 30° für das dargestellte Holzsägeblatt.
Wie aus den 14 und 15
klar wird, haben die geneigten Flanken 52G, 48G, 46G
kleinere Winkel zu der Spitzenfluchtlinie 38 als die oben diskutierten
Winkel wie etwa die zwischen den geneigten Flanken 52F, 48F,
56F in Bezug zu der Fluchtlinie 38. Die geneigten Flanken
52G, 48G und 46G haben einen Neigungswinkel &thgr;1°
in Bezug auf die Zahnspitzenfluchtlinie 38 und einen Neigungswinkel &thgr;2°
in seitlicher Richtung. Die Neigungswinkel &thgr;1° und &thgr;2°
sind viel kleiner als die Winkel &agr;°, &bgr;° und &ggr;°, so etwa
zwischen ca. 0° und 5° und bevorzugt zwischen ca. 1° und 2°. Bei
dem dargestellten Holzblatt betragen die Winkel &thgr;1° und &thgr;2°
jeweils ca. 2°. Dementsprechend bilden die geneigten Flanken 52G,
48G und 46G das Eindringen des Zahns begrenzende Dreiecksflanken
auf den Niedriggeschwindigkeitszähnen 52R, 48R und 46R.
Die linken Niedriggeschwindigkeitszähne 44L, 50L und
54L weisen selbstverständlich ähnliche, das Eindringen des Zahns begrenzende
Dreiecksflanken auf.
Mit Bezug auf die 16 wird nun ein Verfahren
zur Herstellung des Sägeblatts 12 beschrieben. Anfangs wird ein vorgeformter
Diamantenrollschneider 70 verwendet, um eine Mehrzahl von profilierten
umlaufenden Rippen 72 auf einer zylindrischen Schleifscheibe
74 zu formen. Während des Formens der Rippen 72 werden der Diamantrollschneider
70 und die Schleifscheibe 74 relativ zueinander in Drehung gehalten
(in die gleiche Richtung), mit einer Oberflächengeschwindigkeit des Schneiders
70 von 80% der Oberflächengeschwindigkeit der Schleifscheibe
74. Die Schleifscheibe 74 ist bevorzugt eine AlO2 Sinterschleifscheibe.
Ein Vorprofil 76 (Profil bedeutet im wesentlichen einen Umfang
des Blatts vor dem Schleifen der Zähne), das zum Schleifen geeignet ist, wird durch
bekannte Verfahren hergestellt. Das Vorprofil 76 ist ein im wesentlichen
flacher, langgestreckter Körper aus Metall mit einem Aufnahmeende 78, einer
Endspitze 80, einer langgestreckten Rückenkante 82 und einer langgestreckten
Schneidkante 84. Das Vorprofil 76 wird innerhalb eines Fachs einer
beweglichen Spannvorrichtung (nicht dargestellt) so gesichert, dass es mit der Endspitze
80 näher an der Achse 86 des Schleifrads 74 als das Aufnahmeende
78 ist. Bevorzugt ist das Vorprofil 76 unter einem Winkel von
45° zur Achse 86 orientiert. Die Spannvorrichtung wird dann an das
Schleifrad 74 in einer Richtung senkrecht zur Achse 86 herangeschoben,
um eine Mehrzahl beabstandeter Rillen 88 entlang der Schneidkante
84 zu schleifen (oder zu fräsen). Das Vorprofil 76 wird dann gedreht,
so dass das Aufnahmeende 78 näher an der Achse 86 ist (wieder
bevorzugt mit dem Vorprofil 76 unter 45° zu der Achse 86)
und das Vorprofil 76 wird dann in Längsrichtung um eine Strecke des halben
Abstands zwischen zwei nebeneinanderliegenden Rillen 88 verschoben. Die
Spannvorrichtung mit dem Vorprofil 76 wird wieder zu dem Schleifrad
74 verschoben, um eine Mehrzahl alternierender und einander gegenüberstehender
Schneidzähne mit dem oben beschriebenen Aufbau zu schleifen. Der Diamantenrollschneider
70 kann selbstverständlich periodisch benutzt werden, um die umlaufenden
Rillen 72 auf dem Schleifrad 74 zu reprofilieren.
Sich den 17–19
zuwendend, wird ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Sägeblatts 100 beschrieben,
das mit Schneidzähnen 102 versehen ist, die eine Mehrzahl von Niedriggeschwindigkeitshub-Zähnen
104 und eine Mehrzahl von Hochgeschwindigkeitshub-Zähnen 106 umschließen.
Die Beschreibung des Blatts 100 wird jedoch allgemein auf Gesichtspunkte
beschränkt, die von dem oben beschriebenen (und in den 1–15
dargestellten) Blatt 12 abweichen, wobei andererseits die übrigen Gesichtspunkte
im wesentlichen gleich sind. Hochgeschwindigkeitszähne 106 umfassen alternierende
linke und rechte Zähne 108L, 108R, die bevorzugt im wesentlichen
ähnliche Profile zu den jeweils linken und rechten Hochgeschwindigkeitszähnen
58L, 56R haben, die oben mit Bezug auf das Blatt 12 beschrieben
wurden, und werden daher nicht weiter beschrieben. Jeder Hochgeschwindigkeitszahn
108L, 108R hat eine jeweilige, im wesentlichen dreieckige Spitzenkante
108F 110F, die im wesentlichen eine Zahnspitzenfluchtlinie berührt.
Die Fluchtlinie 112 ist im wesentlichen parallel zu einer Zahnfußfluchtlinie
114, die an einer Mehrzahl von zwischen den Schneidzähnen 102
geformten Kerben 116 anliegt.
Die Niedriggeschwindigkeitszähne 104 umfassen eine Mehrzahl
von linken Zähnen 118L, 120L, 122L, 124L, die
in einer alternierenden Reihenfolge mit einer Mehrzahl von rechten Zähnen
126R, 128R, 130R, 132R, 134R angeordnet
sind. Jeder Niedriggeschwindigkeitszahn 118L, 120L,
122L, 124L, 126R, 128R, 130R,
132R, 134R hat eine dreieckige Niedriggeschwindigkeitsspitzenkante
118G, 120G, 122G, 124G, 126G,
128G, 130G, 132G, 134G, die flächengleich mit
einer Zahnspitzenfluchtlinie 136 ist, von der Zahnspitzenfluchtlinie
122 an einem Ort 138 zwischen den Niedriggeschwindigkeitszähnen
und den Hochgeschwindigkeitszähnen 106 wegläuft. Wie aus den Figuren klar
wird, weicht die Fluchtlinie 136 von der Fluchtlinie 112 um einen
kleinen Winkel &thgr;3° ab (ungefähr zwischen 0° und 5°,
und bevorzugt zwischen ungefähr 1° und 2° für das dargestellte Ausführungsbeispiel),
so dass die Niedriggeschwindigkeitszähne 104 von Zahn 104R zu
Zahn 126R allmählich abnehmende Höhen haben. Zusätzlich haben die dreieckigen
Niedriggeschwindigkeitsspitzenkanten 134G, 124G, 132G,
122G, 130G, 120G, 128G, 118G,
126G Oberflächen, die beständig mit der Abfolge von Zähnen von Zahn
134R zu Zahn 126R abnehmen (d. h. zu einem Aufnahmeende
140 des Blatts 100).
Das Sägeblatt kann selbstverständlich durch das mit Bezug auf
16 beschriebene Verfahren hergestellt werden. Jedoch
kann das Blatt 100 auch leicht durch ein alternatives Verfahren hergestellt
werden, das nun beschrieben wird. Das alternative Verfahren zur Herstellung des
Blatts 100 wird jedoch allgemein auf dessen Schritte beschränkt, die von
dem oben beschriebenen Verfahren abweichen, wobei andererseits die verbleibenden
Schritte im wesentlichen die gleichen sind. Anfangs werden die oben beschriebenen
Diamantenrollschneide- und Schleifvorgänge benutzt, um ein Blatt zu erzeugen, das
Niedrig- und Hochgeschwindigkeitszähne von demselben oder ähnlichem Aufbau hat (d.
h. mit allen dreieckigen Spitzenkanten unter ungefähr demselben Winkel). Nachfolgend
wird ein Schleifvorgang verwendet, um die Spitzen der Niedriggeschwindigkeitszähne
mit dreieckigen Spitzenkanten hierauf zu versehen, die eine geringere Neigung in
Bezug auf die Spitzenfluchtlinie als die originalen Spitzenkanten haben.
Experiment
Zwei Sägevorgänge wurden an einem 2'' × 2'' Fichtenbrett durchgeführt,
um die Leistungsfähigkeit des Blatts 100 gegenüber einem im wesentlichen
identischen Blatt, aber ohne die erfindungsgemäßen Veränderungen an den Niedriggeschwindigkeitszähnen,
zu bewerten. Unter allen übrigen Gesichtspunkten jedoch wurden die Bedingungen und
Parameter der Bewertung im wesentlichen während der zwei Sägevorgänge gleich gehalten,
wobei die wichtigsten die Zuggeschwindigkeit und der auf das Sägeblatt aufgebrachte
Abwärtsdruck sind. Sich zuerst der 20 zuwendend, zeigt
eine aufgezeichnete Linie 200 die Schneidkraft des unveränderten Blatts
während der elf nötigen Hübe, um das Fichtenbrett durchzusägen, und eine aufgezeichnete
Linie 202 die gleichzeitige Beschleunigung (d. h. Ungleichförmigkeit oder
Auf-/Absprünge) bei dem unveränderten Blatt. Im Vergleich zeigt bei 23
die aufgezeichnete Linie 204 die Schneidkraft des Blatts 100,
das erfindungsgemäß verändert wurde, während der zwölf erforderlichen Hübe, um das
Fichtenbrett durchzusägen, und eine aufgezeichnete Linie 206 die gleichzeitige
Beschleunigung (d. h. Ungleichförmigkeit oder Auf-/Absprünge) bei dem veränderten
Blatt 100. Wie durch die Graphen gezeigt wird, weist das unveränderte Blatt
relativ große anfängliche Schneidkraftspitzen 208 am Beginn jeder Zugbewegung
auf, die einen ungleichförmigeren Zug während des Rests der Zugbewegung verursacht
(wie dargestellt durch die größere Amplitude der aufgezeichneten Linie
202 im Vergleich zur aufgezeichneten Linie 206).
Eine detaillierte Ansicht eines Abschnitts der aufgezeichneten Linie
200 der 20 ist in 21
dargestellt. Im wesentlichen zeigt 21 eine anfängliche
Schiebebewegung (oder Umkehrbewegung) 210 gefolgt von einer Zugbewegung
212 (oder Schneidebewegung), dann einer anderen Schiebebewegung
214 und schließlich einer anderen Zugbewegung 216. 22
zeigt eine aufgezeichnete Linie 218 der Geschwindigkeit des unveränderten
Blatts in Inch/Sekunde zeitgleich zu den Schiebe- und Zugbewegungen 210,
212, 214, 216 der aufgezeichneten Linie 200.
Der relativ flache Bereich 230 zeigt einen Zeitraum an, währenddessen
das Blatt im wesentlichen keine Geschwindigkeit hat, d. h. bevor die Bewegung des
Blatts von einer Zugbewegung in eine Schiebebewegung umgekehrt werden kann.
Ähnlich zeigt 24 eine detaillierte Ansicht
eines Abschnitts der aufgezeichneten Linie 204 mit einer anfänglichen Schiebebewegung
(oder Umkehrbewegung) 220, gefolgt von einer Zugbewegung 222 (oder
Schneidebewegung), dann einer anderen Schiebebewegung 224 und schließlich
einer anderen Zugbewegung 226. Ebenso zeigt 25
eine aufgezeichnete Linie 228 der Geschwindigkeit des Blatts
100 in Inch/Sekunde zeitgleich zu den Schiebe- und Zugbewegungen
220, 222, 224 der aufgezeichneten Linie 204.
Erkennbar zeigt der Bereich 230 nicht länger einen Zeitraum, währenddessen
die Geschwindigkeit des Blatts auf Null für einen signifikanten Zeitraum herabfällt.
Wir kehren nun zurück zu 26 für einen
Vergleich der Schneidgeschwindigkeiten des unveränderten Blatts (durchgezogene Linie)
und Blatt 100 (gestrichelte Linie). Wie in 26
dargestellt, weist das erfindungsgemäß veränderte Blatt 100 eine erkennbar
sanftere Beschleunigung und Verzögerung während eines Zugabschnitts 230
niedriger Geschwindigkeit eines jeden Zugs auf. Anders ausgedrückt wird die Schneidbewegung
bei Verwendung des veränderten Blatts 100 sanfter sein, da die Geschwindigkeit
im Umkehrzeitpunkt der Zugbewegung in eine Schiebebewegung im wesentlichen konstant
bleibt.
Obwohl eine Auswahl an Ausführungsbeispielen hier beschrieben wurden,
sollte klar sein, dass die obige Beschreibung von bevorzugten erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispielen handelt und dass die Erfindung nicht auf die speziell beschriebenen
Formen beschränkt ist. Beispielsweise kann die Zahnfluchtlinie
eine nach innen oder außen gebogener durchgehender Bogen sein, oder sogar eine irreguläre
Form haben (anstatt gerade, wie oben dargestellt) und noch die hier beschriebenen
Vorteile bieten. Zusätzlich können die Schneidzähne veränderte Formen haben, oder
verschränkt sein, d. h. sich alternierend zu einer Seite und dann zur anderen Seite
des Blattkörpers lehnen, anstatt planparallel zu sein, wie dargestellt. Solche anderen
Konstruktionen sind nichtsdestoweniger vom Schutzbereich dieser Erfindung abgedeckt.
Dementsprechend können diese und andere Ersetzungen, Modifizierungen, Änderungen
und Auslassungen in der Konstruktion und der Anordnung der Elemente und in deren
hier offenbarten Arbeitsweise vorgenommen werden, ohne aus dem Schutzbereich der
angefügten Ansprüche zu gelangen.