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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der Sägebänder.
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Ein Sägeband weist einen langgestreckten Zahntragekörper und eine Mehrzahl von an dem Zahntragekörper angeordneten Zähnen auf. Der Zahntragekörper besteht aus Metall. Wenn die Zähne mindestens teilweise aus Schnellarbeitsstahl oder Hartmetall bestehen, eignet sich das Sägeband besonders gut zum Sägen von Metallwerkstoffen.
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STAND DER TECHNIK
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Ein Sägeband mit einem Zahntragekörper und einer Mehrzahl von an dem Zahntragekörper angeordneten Zähnen ist aus der deutschen Patentanmeldung
DE 42 00 423 A1 bekannt.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sägeband mit einer erhöhten Standzeit bereitzustellen.
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LÖSUNG
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Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
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Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft ein Möbiussägeband.
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Definitionen
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Möbiusband: Unter einem Möbiusband versteht man eine Fläche, die nur eine Kante und eine Seite besitzt. Sie ist nicht orientierbar, so dass man nicht zwischen unten und oben oder zwischen innen und außen unterscheiden kann. Ein Möbiusband entsteht, wenn man die beiden Schmalseiten eines langgestreckten Materialstreifens ringförmig miteinander verbindet, eine Schmalseite aber vor dem Verbinden um 180° verdreht. Das Möbiusband wurde unabhängig voneinander von dem Göttinger Mathematiker und Physiker Johann Benedict Listing und dem Leipziger Mathematiker und Astronomen August Ferdinand Möbius beschrieben.
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Spanen & Sägen: Das mit einem Zerspanungswerkzeug ausgeführte Fertigungsverfahren wird gemäß DIN 8589-0 als Spanen bezeichnet. Gemäß dieser Norm wird beim Spanen zwischen dem Spanen mit geometrisch bestimmten Schneiden und dem Spanen mit geometrisch unbestimmten Schneiden unterschieden. Zum Spanen mit geometrisch bestimmten Schneiden gehört auch das Sägen gemäß DIN 8589-6. Gemäß dieser Norm gehört das Sägen somit nicht zum Spanen mit geometrisch unbestimmten Schneiden. In der Praxis werden solche mit Schneidpartikeln belegte Zerspanungswerkzeuge aber dennoch als Sägebänder bezeichnet. Wenn in dieser Anmeldung also von einem Sägeband die Rede ist, ist darunter auch ein Zerspanungswerkzeug mit Zähnen mit geometrisch unbestimmten Schneiden zu verstehen.
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Möbiussägeband: Unter einem Möbiussägeband wird in dieser Anmeldung ein Sägeband mit geometrisch bestimmten oder unbestimmten Schneiden verstanden, das als Möbiusband ausgebildet ist.
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Zahntragekörper: Unter einem Zahntragekörper wird in dieser Anmeldung der Teil des Sägebands verstanden, an dem die Zähne des Sägebands angeordnet sind. Oftmals wird in diesem Zusammenhang auch von dem „Grundkörper“ des Sägebands gesprochen. Der Begriff „Zahntragekörper“ soll jedoch besser zum Ausdruck bringen, dass es sich um den Teil des Sägebands handelt, der selbst nicht als Zahn bezeichnet werden kann, an dem aber die Zähne angeordnet sind. Dabei ist zu beachten, dass hier Unterschiede zwischen der funktionsmäßigen und der materialmäßigen Unterscheidung zwischen Zahntragekörper und Zähnen bestehen.
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Funktionsmäßig beginnt der Zahn mit seiner Zahnbasis im Bereich des Zahngrunds. Diese Zahnbasis besteht jedoch oftmals aus demselben Werkstoff wie der Zahntragekörper und ist einstückig mit diesem ausgebildet. Anders gesagt erfüllt ein Teil dieses Werkstoffs die Funktion des Zahntragekörpers und ein anderer Teil die Funktion der Zahnbasis und somit des Zahns. Die materialmäßige Trennung liegt dann erst weiter abgewandt vom Zahntragekörper im Bereich der Zahnspitze vor.
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Weitere Beschreibung
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Das neue Möbiussägeband nutzt im Gegensatz zu Sägebändern des Stands der Technik nicht nur eine seiner zwei Längsseiten für die Zerspanung, sondern beide Längsseiten. Der Begriff der Längsseite bezieht sich dabei auf den unverbundenen Zustand des Möbiussägebands. Nach dem Verdrehen des Bandkörpers um 180° um seine Längsmittelachse und das anschließende Verbinden der beiden kurzen Seiten weist das Möbiussägeband definitionsgemäß nur noch eine Längsseite auf, an der die Zähne angeordnet sind. Damit ist die Anzahl der Zähne im Vergleich zu einem gleichlangen Sägeband des Stands der Technik und somit die Standzeit des Sägebands verdoppelt. Der Ressourcenverbrauch an Zahntragekörpern ist halbiert. Die Wechselhäufigkeit des Sägebands und die daraus resultierenden unproduktiven Stillstandszeiten und der Umrüstaufwand sind ebenfalls halbiert.
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Das Möbiussägeband weist einen Zahntragekörper und eine Mehrzahl von an dem Zahntragekörper angeordneten Zähnen auf. Die Zähne sind im unverbundenen Zustand des Möbiussägebands an den beiden gegenüberliegenden Längsseiten des Zahntragekörpers angeordnet. Die beiden kurzen Seiten (Schmalseiten) des Zahntragekörpers sind im verbundenen Zustand des Möbiussägebands unter einer Verdrehung von 180° relativ zueinander miteinander verbunden. Der Zahntragekörper ist ringförmig verbunden. Der Zahntragekörper weist weiterhin die beiden gegenüberliegenden Flachseiten auf, die die größten Flächen des Zahntragekörpers darstellen und die Haupterstreckungsebenen des Zahntragekörper bilden.
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Der Zahntragekörper besitzt eine Längsmittelachse. Im unverbundenen Zustand des Möbiussägebands können die Zähne an den beiden Längsseiten relativ zu der Längsmittelachse spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sein. Hierdurch ergibt sich die gleiche Ausrichtung aller Zähne des Möbiussägebands relativ zum Werkstück unabhängig davon, auf welcher der beiden ursprünglichen Längsseiten sie angeordnet waren. Es ist aber auch möglich, dass die Ausbildung und/oder Anordnung der Zähne an den beiden Längsseiten im unverbundenen Zustand des Möbiussägebands nicht spiegelsymmetrisch zu der Längsmittelachse ist. Dabei können die Zähne gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein. Hierdurch ergibt sich eine unterschiedliche Ausrichtung der Zähne des Möbiussägebands relativ zum Werkstück abhängig davon, auf welcher der beiden ursprünglichen Längsseiten sie angeordnet waren.
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Die Schmalseiten des Zahntragekörpers können durch Schweißen oder Löten miteinander verbunden sein. In dieser Weise wird die gewünschte dauerhafte und feste Verbindung des Möbiussägebands erreicht. Andere Verbindungstechniken sind aber ebenfalls möglich.
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Die Zähne können jeweils eine Zahnspitze aufweisen, die eine geometrisch bestimmte Schneide aufweist. Eine solche Ausbildung eignet sich gut für viele Anwendungen und insbesondere für das Sägen von Werkstücken aus Metall.
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Die Zähne können jeweils durch einen Vorsprung und einen Einsatz gebildet werden, wobei der Vorsprung an dem Zahntragekörper und der Einsatz an dem Vorsprung angeordnet ist, wobei der Einsatz die Zahnspitze und die Schneide des Zahns bildet. Der Einsatz kann dabei insbesondere aus Hartmetall bestehen. Derartige hartmetallbestückte Zähne eignen sich besonders gut zum Sägen von Metallwerkstoffen.
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Die Zähne können aber auch jeweils eine Zahnspitze aufweisen, die zur Bildung einer Mehrzahl geometrisch unbestimmter Schneiden mit Schneidpartikeln belegt ist. Eine solche Ausbildung eignet sich besonders gut zum Sägen von Nicht-Metallwerkstoffen. Dabei kann es sich beispielsweise um Glas, Graphit, Hartbrandkohle, Keramik, Silicium, Betonwerkstoffe, CFK, gesinterte Werkstoffe oder Naturstein handeln.
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Einige dieser Werkstoffe weisen vergleichsweise stark differierende Eigenschaften auf, was dazu führt, dass sich einige Werkstoffe besser mit einem positiven Zahnspitzwinkel oder einem Zahnspitzwinkel von etwa 0° und andere Werkstoffe mit einem negativen Zahnspitzwinkel zerspanen lassen.
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Die Schneidpartikel können Korund (AL2O3), Siliciumcarbid (SiC), monokristallinen Diamant (MKD), polykristallinen Diamant (CVD-D), polykristallinen Diamant (PKD), kubisches Bornitrid (CBN), Schneidkeramik, Hartmetall oder Kombinationen aufweisen.
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Die Schneidpartikel können hart oder hochhart sein. Unter harten Schneidpartikeln werden dabei insbesondere solche aus Korund (AL2O3) oder Siliciumcarbid (SiC) verstanden. Die hochharten Schneidpartikel können monokristallinen Diamant (MKD), polykristallinen Diamant (CVD-D), polykristallinen Diamant (PKD), kubisches Bornitrid (CBN), Schneidkeramik, Hartmetall oder Kombinationen daraus aufweisen.
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Das Sägeband weist einen Zahntragekörper auf, an dem die Zähne angeordnet sind. Die Zähne können einstückig mit dem Zahntragekörper oder separat dazu ausgebildet sein. In letzterem Fall werden die Zähne oder Zahnspitzen in geeigneter Weise - insbesondere durch Schweißen oder Löten - mit dem Zahntragekörper oder Zahnvorsprüngen fest verbunden. Der Zahntragekörper weist vor dem ringförmigen Verbinden zum Erzeugen des Möbiussägebands eine langgestreckte flache bandförmige Ausbildung auf.
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Die Zähne können mit einer konstanten Teilung an dem Zahntragekörper angeordnet sein. Dies bedeutet, dass der Abstand zwischen den Zähnen gleichbleibend ist. Es ist aber auch möglich, dass die Zähne mit einer variablen Teilung an dem Zahntragekörper angeordnet sind. Dies bedeutet, dass die Abstände zwischen den Zähnen variieren. Dabei können insbesondere zwischen zwei und zehn unterschiedliche Abstände zwischen den Zähnen an dem Sägeband existieren.
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Die Zähne können in einer sich entlang des Zahntragekörpers wiederholenden Gruppe angeordnet sein. Die Gruppe kann insbesondere einen Oberflächenzahn und mehrere Leistungszähne aufweisen. Ein Leistungszahn ist ein Zahn, der im Wesentlichen für die Schnittleistung des Sägebands verantwortlich ist und zumindest zu bestimmten Teilen in der Vorschubrichtung des Sägebands gegenüber anderen Zähnen hervorragt. Ein Oberflächenzahn ist ein Zahn, der für die Ausbildung der Oberflächengüte des gesägten Werkstücks verantwortlich ist und in einer Projektion des Sägebands in oder entgegen der Bandlaufrichtung eine äußere seitliche Begrenzung definiert.
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Die Gruppe kann mindestens drei geometrisch unterschiedlich ausgebildete Zähne aufweisen, wobei die Zähne unterschiedliche maximale Höhen und Breiten besitzen.
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Die Zähne können aber auch in der Vor- und Nachschneidertechnik ausgebildet und angeordnet sein.
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Die Zähne können positiv konisch ausgebildet sein. Darunter ist ein Zahn zu verstehen, der in der Projektion in oder entgegen der Bandlaufrichtung eine sich nach unten verjüngende Keilform besitzt, so dass seine Flanken unter einem positiven Freiwinkel zur Vertikalen angeordnet sind und daher einem Verklemmen des Zahns und somit des Sägebands im Schnittkanal entgegengewirkt wird.
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Der Zahntragekörper ist aus einem geeigneten Material ausgebildet. Dabei handelt es sich insbesondere um einen Metallwerkstoff. Beispiele sind Federstahl und legierter Vergütungsstahl.
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Das neue Möbiussägeband kann in einer bestimmten Bauform einer Sägemaschine eingesetzt werden. Die Sägemaschine darf keine Rückenführung bzw. Rückenabstützung für das Sägeband besitzen. Des Weiteren darf sie keine zusätzliche Torsion des Sägebands herbeiführen. Derartige Sägemaschinen werden beispielsweise zum Trennen von Aluminiumblöcken, aber auch von Holzwerkstoffen verwendet.
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Im unverbundenen Zustand des Möbiussägebands können die an den beiden gegenüberliegenden Längsseiten des Zahntragekörpers angeordneten Zähne unterschiedliche Ausbildungen aufweisen. Die Zähne können insbesondere eine unterschiedliche Geometrie aufweisen und/oder mit einer unterschiedlichen Teilung angeordnet sein. Hierdurch weist das Möbiussägeband während eines vollständigen Umlaufs wechselnde Sägeeigenschaften auf. Diese wechselnden Sägeeigenschaften werden erreicht, ohne bei der Herstellung auf einer Seite des Sägebands in diesem Sinne unterschiedliche Zähne ausbilden zu müssen. Stattdessen müssen nur die beiden Längsseiten unterschiedlich bearbeitet werden. Es versteht sich, dass sich die Zähne auf einer Längsseite teilweise untereinander unterscheiden.
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Durch eine solche Ausgestaltung ergeben sich beispielsweise Vorteile beim Sägen von Profilen. Beim Sägen von Profilen besteht die Herausforderung, dass sich die Sägebedingungen aufgrund des Wechsels zwischen Material (den Stegen) und der Luft zwischen den Stegen stark verändern. Zudem herrschen besondere Bedingungen beim Eintritt in und Austritt aus dem Material. Diese variierenden Bedingungen können durch unterschiedliche Verzahnungen auf den gegenüberliegenden Längsseiten des Zahntragekörpers des Möbiussägebands berücksichtigt werden. Dabei ist es auch möglich, den Vorschub der Sägemaschine in Abhängigkeit davon anzupassen, welche Zähne sich gerade im Eingriff befinden.
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Ein weiterer Vorteil des Möbiussägebands ist es, dass es auch bei einer Bewegung entgegen der normalen Vorschubrichtung zuverlässig arbeitet. Da das Möbiussägeband keine zahnlose Längsseite besitzt, kann es in gleicher Weise in der Vorschubrichtung und der entgegengesetzten Richtung eingesetzt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Möbiussägeband aus einem nur teilweise gesägten Werkstück zurückgefahren werden soll und das Sägeband in dem Schnittkanal etwas eingeklemmt ist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen.
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Hinsichtlich des Offenbarungsgehalts - nicht des Schutzbereichs - der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents gilt Folgendes: Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen, was aber nicht für die unabhängigen Patentansprüche des erteilten Patents gilt.
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Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs „mindestens“ bedarf. Wenn also beispielsweise von einer Gruppe die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau eine Gruppe, zwei Gruppen oder mehr Gruppen vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.
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Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.
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Figurenliste
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
- 1 zeigt eine Ansicht einer ersten beispielhaften Ausführungsform des neuen Möbiussägebands.
- 2 zeigt einen Ausschnitt des Möbiussägebands gemäß 1.
- 3 zeigt das Detail A des Möbiussägebands gemäß 2.
- 4 zeigt eine Ansicht einer zweiten beispielhaften Ausführungsform des neuen Möbiussägebands.
- 5 zeigt einen Ausschnitt des Möbiussägebands gemäß 4.
- 6 zeigt das Detail B des Möbiussägebands gemäß 5.
- 7 zeigt eine Ansicht einer dritten beispielhaften Ausführungsform des neuen Möbiussägebands.
- 8 zeigt einen Ausschnitt des Möbiussägebands gemäß 6.
- 9 zeigt das Detail C des Möbiussägebands gemäß 7.
- 10 zeigt einen Ausschnitt eines Möbiussägebands mit Zähnen mit geometrisch bestimmten Schneiden.
- 11 zeigt einen Ausschnitt eines Möbiussägebands mit Zähnen mit geometrisch unbestimmten Schneiden in einer symmetrischen Anordnung.
- 12 zeigt einen Ausschnitt eines Möbiussägebands mit Zähnen mit geometrisch unbestimmten Schneiden in einer asymmetrischen Anordnung.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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1 bis 3 zeigen verschiedene Ansichten einer ersten beispielhaften Ausführungsform eines neuen Möbiussägebands 1. Zur Erläuterung der Details des Möbiussägebands 1 vor dessen Verbindung wird im Folgenden auch auf 10 Bezug genommen.
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Das Möbiussägeband 1 weist einen Zahntragekörper 2 auf, der als langgestreckter Körper ausgebildet ist, wie dies grundsätzlich bei Sägebändern bekannt ist. Im unverbundenen Zustand des Möbiussägebands 1 weist der Zahntragekörper 2 eine erste Längsseite 3 und eine gegenüberliegende zweite Längsseite 4 auf (siehe 3 und 10). Der Zahntragekörper 2 weist weiterhin eine erste Schmalseite 5 und eine zweite Schmalseite 6 auf. Die Schmalseiten 5, 6 stellen im unverbundenen Zustand des Möbiussägebands 1 die Enden des Zahntragekörpers 2 in Richtung der Längsmittelachse 8 des Zahntragekörpers 2 dar.
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Die beiden Schmalseiten 5, 6 des Zahntragekörpers 2 werden nach einer Verdrehung von 180° relativ zueinander fest miteinander verbunden. Anders gesagt wird eines der Enden des Zahntragekörpers 2 um 180° um die Längsmittelachse 8 verdreht und anschließend mit dem anderen Ende verbunden. Die Verbindung erfolgt beispielsweise durch Schweißen oder Löten.
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An den beiden Längsseiten 3, 4 des Zahntragekörpers 2 ist jeweils eine Mehrzahl von Zähnen 7 angeordnet. In dem in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel des Möbiussägebands 1 handelt es sich um Zähne 7 mit jeweils einer Zahnspitze, die eine geometrisch bestimmte Schneide aufweist. Die Zähne 7 könnten aber auch eine andere Ausbildung besitzen, wie unterhalb beschrieben wird.
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Wie in 10 zu erkennen ist, werden die Zähne 7 dort jeweils durch einen Vorsprung 9 und einen Einsatz 10 gebildet. Der Vorsprung 9 ist an dem Zahntragekörper 2 und der Einsatz 10 an dem Vorsprung 9 angeordnet und befestigt. Der Einsatz 10 bildet die Zahnspitze und die Schneide des Zahns 7. Der Einsatz 10 kann beispielsweise aus Hartmetall bestehen.
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4 bis 6 zeigen mit 1 bis 3 vergleichbare Ansichten einer zweiten beispielhaften Ausführungsform des neuen Möbiussägebands 1. Zwecks Vermeidung unnötiger Wiederholungen wird bezüglich der übereinstimmenden Merkmale auf die oberhalb angegebenen Ausführungen verwiesen.
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Im Unterschied dazu weisen die Zähne 7 jeweils eine Zahnspitze auf, die zur Bildung einer Mehrzahl geometrisch unbestimmter Schneiden mit Schneidpartikeln 11 (siehe 11 und 12) belegt ist.
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7 bis 9 zeigen mit 1 bis 3 vergleichbare Ansichten einer dritten beispielhaften Ausführungsform des neuen Möbiussägebands 1. Zwecks Vermeidung unnötiger Wiederholungen wird bezüglich der übereinstimmenden Merkmale auf die oberhalb angegebenen Ausführungen verwiesen.
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Im Unterschied dazu sind die Zähen 7 auf den gegenüberliegenden Längsseiten 3, 4 unterschiedlich ausgebildet. Dadurch ergibt sich in der Verbindungszone zwischen den beiden Schmalseiten 5, 6 ein Wechsel der Zahngeometrie, wodurch das Möbiussägeband 1 beim Sägen einmal pro Umlauf durch die Sägemaschine seine Sägeeigenschaften wechselt.
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11 und 12 zeigen jeweils einen Ausschnitt aus einer Ausführungsform des Möbiussägebands 1 mit Schneidpartikeln 11. 11 zeigt eine symmetrische Anordnung der Zähne 7 auf den Längsseiten 3, 4. 12 zeigt eine entsprechend asymmetrische Anordnung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Möbiussägeband
- 2
- Zahntragekörper
- 3
- Längsseite
- 4
- Längsseite
- 5
- Schmalseite
- 6
- Schmalseite
- 7
- Zahn
- 8
- Längsmittelachse
- 9
- Vorsprung
- 10
- Einsatz
- 11
- Schneidpartikel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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