Schneidwerkzeug

Abstract

 Schneidwerkzeug (1) mit einem Träger (2) und einer Vielzahl von Sägezähnen (3), die einen Kopfbereich (4) und einen Fußbereich (5) aufweisen, wobei die Sägezähne (3) am Fußbereich (5) mit dem Träger (2) direkt oder indirekt verschweißt sind, und wobei in Seitenansicht der Kopfbereich (4) schmäler als der Fußbereich (5) ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug mit einem Träger und einer Vielzahl von Sägezähnen, die einen Kopfbereich und einen Fußbereich aufweisen, wobei die Sägezähne am Fußbereich mit dem Träger direkt oder indirekt verschweißt sind.

[0002] Gattungsgemäße Schneidwerkzeuge in der Form von Bandsägen sind beispielsweise aus der WO 03/059562 A1 bekannt. Derartige Schneidwerkzeuge finden z.B. bei der Bearbeitung von Gesteinen ihren Einsatz, wobei die Sägezähne derartiger Schneidwerkzeuge beispielsweise durch Beschichtungen an den Schleif- bzw. Schneidsegmenten unterschiedliche Schneideigenschaften aufweisen und in vorteilhafter Weise auf das Schneidgut angepasst werden können.

[0003] Um bei herkömmlichen, im Wesentlichen rechteckigen Sägezähnen einen hohen Schneiddruck ausüben zu können ist ein hoher Kraftaufwand seitens der Sägemaschine erforderlich. Versuche, die Sägezähne zu verschmälern, um bei gleichem Kraftaufwand der Sägemaschine einen höheren Schneiddruck zu erzielen und so den Vorschub zu erhöhen, haben dazu geführt, dass vereinzelt Sägezähne vom Träger abgebrochen sind.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Schneidwerkzeug zu entwickeln, bei dem im Schneidbetrieb am Sägezahn ein höherer Schneiddruck und damit ein größerer Vorschub erzielt werden kann, ohne dass vereinzelte Sägezähne vom Träger abbrechen.

[0005] Erfindungsgemäß wird dies erreicht, indem die Sägezähne einen Kopfbereich und einen Fußbereich aufweisen, wobei in Seitenansicht der Kopfbereich in Seitenansicht schmäler als der Fußbereich ist.

[0006] Die Kombination eines breiten Fußbereichs mit einem schmalen Kopfbereich gewährleistet einerseits, dass die Sägezähne eine hohe Bruchstabilität aufweisen bei gleichzeitig erhöhten Schneiddruck. Außerdem ist der Materialaufwand pro Sägezahn verringert, was die Produktionskosten senkt.

[0007] Als günstig für das Schneiden von Gesteinen hat es sich dabei erwiesen, wenn die Oberkante des Kopfbereiches im Wesentlichen parallel zur Unterkante des Fußbereiches ist. Im einfachsten Fall wird die Oberkante des Kopfbereiches damit auch parallel zur Schnitt- bzw. Laufrichtung des Schneidwerkzeuges liegen, was es ermöglicht, das Schneidwerkzeug in beide möglichen Laufrichtungen zu benützen.

[0008] In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass der Kopfbereich und der Fußbereich in Seitenansicht eine L-Form bilden. Eine solche L-Form gewährleistet einen hohen Vorschub und eine saubere Schnittführung bei sehr guter Stabilität des Sägezahns. Außerdem ist die Erwärmung eines solchen Sägezahns verringert gegenüber dem Stand der Technik mit rechteckigen Sägezähnen. In der Ausführungsvariante, wo der Kopfbereich und der Fußbereich des Sägezahns in Seitenansicht eine L-Form bilden, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die L-förmigen Sägezähne gegen die Laufrichtung des Schneidwerkzeuges weisen. Mit anderen Worten formuliert, soll im bevorzugten Fall die lange seitliche Kante des Sägezahns in Schneidrichtung weisen.

[0009] In einer anderen Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass der Kopfbereich und der Fußbereich in Seitenansicht ein verkehrtes T bilden. Bei einer solchen Ausgestaltung des Sägezahns kann das Schneidwerkzeug in beide Schnittrichtungen verwendet werden, ohne dass sich die Schneideigenschaften bei einem Richtungswechsel der Schnittrichtung ändern.

[0010] Untersuchungen haben gezeigt, dass das Schneidwerkzeug bzw. die Sägezähne dann besonders gut am Träger haften und gleichzeitig eine ideale Schnittleistung aufweisen, wenn das Verhältnis der Breite des Kopfbereichs zur Breite des Fußbereichs 0,8 bis 0,4, vorzugsweise 0,7 bis 0,5, beträgt, besonders bevorzugt etwa 0,6 ist. In einer bevorzugten Variante hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Verhältnis der Breite des Kopfbereichs zur Höhe des Kopfbereichs etwa 1:1 beträgt. Weiters ist es günstig, wenn das Verhältnis der Breite des Fußbereichs zur Gesamthöhe der Sägezähne zwischen 2:1 und 1:2 beträgt. Die tatsächliche Breite des Fußbereiches beträgt in bevorzugten Varianten unter 15 mm, besonders bevorzugt zwischen 8 und 12 mm.

[0011] Damit die Abnutzungserscheinungen am Sägezahn bzw. am Schneidwerkzeug verhältnismäßig gering sind und damit die Erwärmung des Sägezahns bzw. des Schneidwerkzeugs im Betrieb ebenfalls möglichst gering ist, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Dicke der Sägezähne im Fußbereich geringer ist als die Dicke im Kopfbereich.

[0012] Dabei haben Untersuchungen gezeigt, dass es besonders günstig ist, wenn das Verhältnis der Dicke im Kopfbereich zur Breite der Sägezähne zwischen 1:4 und 1:2 beträgt.

[0013] In alternativen Varianten könnte es durchaus vorgesehen sein, dass die Oberkante im Kopfbereich eine Krümmung aufweist. Eine solche Ausführungsvariante findet dann Einsatz, wenn das Schneidgut es erforderlich macht.

[0014] In weiterer Folge ist es auch denkbar, dass die Oberkante im Kopfbereich zumindest bereichsweise abgeschrägt ist. Solche Varianten werden ebenfalls in Abhängigkeit vom zu schneidenden Material gewählt werden.

[0015] Um die Haltbarkeit des Schneidwerkzeugs zu maximieren, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Träger eine Beschichtung aufweist. Derartige Beschichtungen halten die negativen Einflüsse durch ein Kühlmittel und durch aggressive Gesteinsschlämme beim Gesteinsschnitt ab und verlängern so die Haltbarkeit des Schneidwerkzeugs. Dabei kann im einfachsten Fall vorgesehen sein, dass die Beschichtung eine Verzinkung ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Beschichtungsmaterial Materialpulver zur Verbesserung der Haltbarkeit aufweist und dass die Beschichtung SnZuCo, CuSnZu und/oder Mattnickel aufweist.

[0016] Um die Festigkeit der Zähne noch weiter zu erhöhen und um die Wahrscheinlichkeit des Abbrechens eines Sägezahnes während eines Schneidvorganges zu verringern, hat es sich außerdem als vorteilhaft erwiesen, wenn zwischen den Sägezähnen und dem Träger Zwischenstücke eingebracht sind, die derart ausgebildet sind, dass sie ein Sintern mit dem eigentlichen Sägezahn ermöglichen und gleichzeitig ein Verschweißen mit dem Träger begünstigen.

[0017] Weitere Vorteile sowie Details der Erfindung sollen anhand der Figuren und der Figurenbeschreibungen mittels vorteilhafter Ausführungsbeispiele erläutert werden. Dabei zeigt

Fig. 1

eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs in Seitenansicht,

Fig. 2

eine Detailansicht der Fig. 1 in Seitenansicht (Fig. 2a) bzw. im Querschnitt (Fig. 2b),

Fig. 3

eine weitere Ausführungsvariante eines Sägezahns mit Zwischenstück in Seitenansicht (Fig. 3a) sowie im Querschnitt (Fig. 3b), und

Fig. 4

eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Sägezahns.

[0018] Die Fig. 1 zeigt ein Schneidwerkzeug 1 in der Form eines Sägebandes mit einem Träger 2 und einer Vielzahl von Sägezähnen 3, wobei die Sägezähne 3 einen Kopfbereich 4 und einen Fußbereich 5 aufweisen und wobei die Sägezähne 3 am Fußbereich 5 mit dem Träger 2 über ein Zwischenstück 8 verschweißt sind. Dabei ist der Kopfbereich 4 schmäler als der Fußbereich 5. Das gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt ein Sägeband, wobei im Rahmen der Erfindung selbstverständlich auch kreisförmige Sägeblätter, Bohrkronen usw. vorgesehen sind. Unter Bohrkronen versteht man Schneidwerkzeuge 1 mit einem zylinderförmigen Träger 2, auf dem die Sägezähne 3 wie Zinnen an einem Turm angebracht sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurden die Sägezähne 3 auf das Zwischenstück 8 zuerst aufgesteckt und dann aufgesintert und das Zwischenstück 8 wurde anschließend auf den Träger 2 aufgeschweißt. Der Träger 2 kann beispielsweise aus 48CrMoV67 bestehen, die Zwischenstücke beispielsweise aus 25CrMo4. Die Schleifsegmente 9, 10 des Sägezahns 3 können höhere Schneidmittelkonzentration aufweisen, wobei sich beispielsweise der Einsatz von Diamantkorn als Schneidmittel eignet. Als Sinterbindung hat sich dabei eine Mischung bewährt, die zumindest zwei der Elemente Eisen, Kobalt, Kupfer, Wolfram, Zinn und Nickel enthält. Günstig ist dabei, wenn die Sägezähne sinterfähiges Bindemittel enthalten, sodass die Schneidezähne 3 auf die Zwischenstücke 8 in einfacher Weise nach an sich bekannter Art und Weise aufgesintert werden können. In der Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen "L" die bevorzugte Laufrichtung des Schneidwerkzeuges angedeutet. Es ist also erkennbar, dass die etwa L-förmigen Sägezähne (in Seitenansicht) mit ihrer langen Seitenkante in Schnittrichtung bzw. Laufrichtung orientiert sind. Die Höhe des Trägers 2 beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa 80 mm, der Abstand a zwischen zwei Sägezähnen 3 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel etwa 28 mm und die Gesamthöhe eines Sägezahns plus Zwischensegment beträgt etwa 1 cm. Selbstverständlich ist dies nur eine Ausführungsvariante, die sich für bestimmte zu schneidende Materialien als günstig erwiesen hat. Es kann an sich dem Fachmann überlassen werden, in welchem Abstand die Sägezähne 3 zueinander angeordnet sind bzw. welche genauen Dimension sie aufweisen.

[0019] In der Fig. 2a ist der Ausschnitt "A" der Fig. 1 noch einmal detaillierter dargestellt. Dabei ist die Oberkante 6 des Kopfbereiches 4 erkennbar, die im Wesentlichen parallel zur Unterkante 11 des Fußbereiches 5 ist. In diesem Fall ist die Kante außerdem parallel zur Laufrichtung L des Schneidwerkzeuges 1. Deutlicher erkennbar ist außerdem die Schweißnaht 7 zwischen Träger 2 und Zwischensegment 8. In der Querschnittsdarstellung (Fig. 2b) der Ansicht A ist außerdem der genaue Aufbau des Sägezahns 3 ersichtlich. Der Sägezahn 3 ist dabei auf das Zwischensegment 8 aufgesteckt und aufgesintert, wobei dieses Zwischensegment 8 an den Träger 2 geschweißt ist. Der Sägezahn 3 weist seitlich angeordnete Schleifsegmente 9, 10 auf. Der Sägezahn 3 wird zum Kopfbereich 4 hin breiter, um einen stabileren Schnitt im Betrieb zu ermöglichen. Mit der nutförmigen Ausnehmung 12 im Sägezahn 3 bzw. dem federartigen Vorsprung 13 des Zwischensegmentes 8, der in den Sägezahn 3 reicht, wird ein noch besserer Halt des Sägezahns 3 am Zwischensegment 8 erzielt.

[0020] In Fig. 3a ist eine weitere Ausführungsvariante eines etwa L-förmigen Sägezahns 3 gezeigt, wobei die Höhe hk des Kopfbereiches 4 etwa gleich hoch ist als die Höhe hf des Fußsegmentes 5. An dieser Stelle sei angemerkt, dass in allen Figuren dieselben Bezugszeichen verwendet werden, weshalb hier nicht mehr auf jedes Bezugszeichen eingegegangen wird. Im Vergleich zur Ausführungsvariante in Fig. 2, wo die Höhe hk des Kopfbereiches 4 etwas geringer war als die Höhe hf des Fußbereiches 5, ist die Ausgestaltung gemäß Fig. 3 besonders günstig, wenn mit dem Schneidwerkzeug 1 sehr harte Materialien zu schneiden sind. Ersichtlich ist außerdem, dass der Sägezahn 3 nach oben konisch breiter wird, d.h. dass die Breite f des Fußbereiches 5 nicht die Stelle mit der größten Breite des Sägezahnes 3 ist sondern wie hier gezeigt entlang der Kante B, d.h. an der oberen Seite des Fußbereichs 5. Günstig ist es, wenn die Grenze zwischen Kopfbereich 4 und Fußbereich 5 abgerundet ist mit dem Radius R, wobei die Größe von R von der Kerbbeanspruchung abhängt und hier zumindest 1 mm beträgt. Im Schnitt (Fig. 3b) durch den Sägezahn 3 samt Zwischensegment 8 ist außerdem erkennbar, dass die Dicke df des Fußbereiches 5 geringer ist als die Dicke dk des Kopfbereiches 4 und dass das Zwischensegment 8 eine noch geringere Dicke z aufweist. Die nach oben zunehmende Dicke des Sägezahns 3 wird erreicht, indem der Winkel α, also der Winkel zwischen der Seitenkante eines Schleifsegmentes 9, 10 und Oberkante 6 im Querschnitt unter 90°, beispielsweise etwa 89° beträgt.

[0021] In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsvariante für einen erfindungsgemäßen Sägezahn 3 gezeigt, wobei in diesem Fall der Kopfbereich 4 mit dem Fußbereich 5 ein auf den Kopf gestelltes T bildet. Ein solcher Sägezahn 3 ist dann günstig, wenn das Schneidwerkzeug 1 in beide Laufrichtungen K verwendet werden soll.

[0022] Für die sichere Verbindung der Zwischenstücke 8 mit dem Träger 2 ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Zwischenstücke 8 durch Laserschweißung mit dem Träger 2 verschweißt sind. Im Fälle einer Variante als Bandsäge als Schneidwerkzeug 1 ist es für eine optimale Schleifleistung günstig, wenn das Trägerband 2 pro Laufmeter zwischen 25 und 45, vorzugsweise etwa 35 Sägezähne 3 aufweist. Optimales Biege- und Festigkeitsverhalten wird erreicht, indem das Trägerband 2 eine Dicke zwischen 0,9 mm und 2,2 mm, vorzugsweise von etwa 1,65 mm aufweist. Als Material für den Träger 2 hat sich insbesondere 48CrMoV67 als Stahl bewährt. Bestehen die Zwischenstücke 8 aus einem Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,35 % oder einem Kohlenstoffäquivalent von weniger als 0,75 %, insbesondere St 52 oder 25CrMo4, ist gute Verschweißbarkeit von Zwischenstücken 8 und Träger 2 sichergestellt. Um den Umlauf der Bandsäge an Rollen der Bandsägemaschine nicht zu behindern, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Sägezähne 3 eine Höhe h zwischen 8 mm und 15 mm, vorzugsweise von etwa 10,5 mm aufweisen. Die notwendige Härte der Schleifsegmente 9,10, die beim Einsatz im Gestein notwendig ist, wird durch den Einsatz von Diamantkorn als Schneidmittel erreicht. Als Sinterbindung hat sich dabei eine Mischung bewährt, die zumindest zwei der Elemente Eisen, Kobalt, Kupfer, Wolfram, Zinn und Nickel enthält. Die in der Fig. 1 dargestellte Bandsäge weist einen Träger 1 auf, das aus 48CrMoV67 besteht. Das nach der Formel C_ä = C + (Mn/6) + (Cr/5) + (Ni/15) + (Mo/4) berechnete Kohlenstoffäquivalent liegt damit über 0,95 %. Die Höhe des Trägerbandes 1 beträgt etwa 80 mm, die Dicke etwa 1,65 mm.

Ansprüche

1. Schneidwerkzeug mit einem Träger und einer Vielzahl von Sägezähnen, wobei die Sägezähne einen Kopfbereich und einen Fußbereich aufweisen, wobei die Sägezähne am Fußbereich mit dem Träger verschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, dass in Seitenansicht der Kopfbereich (4) schmäler als der Fußbereich (5) ist.

2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberkante (6) des Kopfbereiches (4) im Wesentlichen parallel zur Unterkante (11) des Fußbereiches (5) ist.

3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfbereich (4) und der Fußbereich (5) in Seitenansicht eine L-Form bilden.

4. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfbereich (4) und der Fußbereich (5) in Seitenansicht ein verkehrtes T bilden.

5. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Breite (k) des Kopfbereichs (4) zur Breite (f) des Fußbereichs (5) 0,8 bis 0,4, vorzugsweise 0,7 bis 0,5, beträgt, besonders bevorzugt etwa 0,6 ist.

6. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Breite (k) des Kopfbereichs (4) zur Höhe (hk) des Kopfbereichs (4) etwa 1:1 beträgt.

7. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Breite (f) des Fußbereichs (5) zur Gesamthöhe (h) der Sägezähne (3) zwischen 2:1 und 1:2 beträgt.

8. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (df) der Sägezähne (3) im Fußbereich (5) geringer ist als die Dicke (dk) im Kopfbereich (4).

9. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Dicke (dk) im Kopfbereich (4) zur Breite (f) der Sägezähne (3) zwischen 1:4 und 1:2 beträgt.

10. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberkante (6) im Kopfbereich (4) eine Krümmung aufweist.

11. Schneidewerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberkante (6) im Kopfbereich (4) zumindest bereichsweise abgeschrägt ist.

12. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) eine Beschichtung aufweist.

13. Schneidwerkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Verzinkung ist.

14. Schneidwerkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung SnZuCo, CuSnZu und/oder Mattnickel aufweist.

15. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Sägezähnen (3) und dem Träger (2) Zwischenstücke (8) eingebracht sind.

Zeichnung