DE3939203A1 - Mehrschichtige fuehrungsschiene - Google Patents

Description

Technischer Hintergrund

Bei motorgetriebenen Kettensägen werden Führungsschienen verwendet, um die Sägekette in seitlicher Richtung zu führen und um die Vorschubkraft zu übertragen, die benötigt wird, um die Sägezähne in das gesägte Material eindringen zu lassen. Füh­ rungsschienen entsprechender Gestalt werden auch für motorge­ triebene Sägen mit einem oder mehreren hin- und herbeweglichen Sägeblättern verwendet.

Die Antriebsglieder der Sägekette oder der schmale Rücken der hin- und herbeweglichen Sägeblätter erstrecken sich in eine Nut, welche in der Kante einer Führungsschiene ausgebildet ist, und werden durch die Seiten der Nut seitlich geführt. Die Kanten der Führungsschiene, welche die Nut begrenzen, sind als glatte Schienen ausgebildet, an welchen die Sägekette oder daß Säge­ blatt gleitet und welche die Vorschubkraft übertragen. Der Grund der Nut berührt die Sägekette oder das Sägeblatt nicht, sondern dient dazu, ein Schmieröl aus Öllöchern zu transportieren, welche in der Nähe des Befestigungsendes der Führungsschiene angeordnet sind.

Die Führungsschiene kann aus einer dicken Platte hergestellt sein, wobei die Nut an der Kante durch Fräsen hergestellt ist. Es ist auch bekannt, daß die Führungsschiene als mehrschichtiger Aufbau aus drei dünneren Platten hergestellt werden kann, die durch Punktschweißen miteinander verbunden sind. Eine mehr­ schichtige Führungsschiene hat mehrere technische Vorteile, einschließlich geringerer Vibrationen und geringeren Geräusches, leichterer Montage eines vorspringenden Zahnes und der Möglich­ keit, Kanäle in der mittleren Platte anzuordnen, um Schmieröl zu dem vorspringenden Zahn bzw. Zahnrad zu transportieren. Beispie­ le derartiger geschichteter Führungsschienen sind in den Patenten SE 3 01 546 und US 32 79 508 für eine Sägekette sowie EP 2 12 816 für Sägeblätter beschrieben.

Um den Verschleiß der Schienen an der Kante der Führungsschiene zu reduzieren, wird immer Öl zugeführt und man versucht, den Gleitoberflächen der Schienen durch Härten eine große Härte zu geben. Diese Möglichkeit ist jedoch begrenzt, da die Stahlarten, welche am besten für das Härten geeignet sind, nicht mit zufriedenstellenden Ergebnissen geschweißt werden können, sondern brüchige Schweißverbindungen mit einer Vielzahl von Mikrorissen ergeben.

Um die Verwendung von härtbaren Stahllegierungsarten zumindest für die äußeren Platten zu erlauben, welche die Gleitschienen bilden, ist vorgeschlagen worden, die Platten mit Gummi oder einem Kleber zu verbinden, wie in dem Patent CA 6 49 018 oder durch Hartlöten wie in den US-Patenten Nr. 31 19 418 und 35 45 505, jedoch konnte für keines dieser Verfahren eine ausreichende Festigkeit zu vernünftigen Kosten nachgewiesen werden.

Das Problem, unterschiedliche Materialien miteinander zu verbinden, ist in dem US-Patent 31 91 646 erwähnt worden, welches in diesem Fall ein Vernieten empfiehlt, und in dem deutschen Patent Nr. 35 18 990, welches Punktschweißen durch kleine Einsätze vorschlägt, welche in Löchern in der Mittelplat­ te angeordnet sind.

Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Führungsschiene, wobei beide äußere Platten aus einem härtbaren Legierungsstahl bestehen und durch Punktschweißen mit einer Mittelplatte aus einer anderen Stahlart verbunden sind, deren Zusammensetzung das Punktschweißen mit dem härtbarem Stahl ohne das Risiko der Brüchigkeit erlaubt.

Die Führungsschiene ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt, wobei Fig. 1 eine Seitenansicht und Fig. 2 ein Querschnitt durch zwei Schweißpunkte ist.

Die Führungsschiene besteht aus zwei äußeren Platten 11, 12 und einer Mittelplatte 13, welche durch Punktschweißung verbunden sind, die alle drei Platten gleichzeitig durchdringt. Die Platten bilden an zumindest einer Kante eine Nut 14. Die äußeren Platten 11, 12 sind aus einem härtbaren Stahl mit mehr als 0,5% Kohlenstoff hergestellt, vorzugsweise unter Zusatz von Bestand­ teilen aus Chrom, Molybdän und Vanadium, die zusammen 4,5% nicht überschreiten, wobei das übrige Eisen ist mit normalerweise auftretenden Verunreinigungen, ausgeschlossen Bor. Nach dem Härten und Schleifen haben die Gleitschienen der äußeren Platten eine Vickers-Härte von etwa 700.

Wenn zwei Platten aus einem solchen härtbaren Material direkt durch Punktschweißen miteinander verbunden werden sollen, verfestigt sich, sobald ein kleiner Anteil jeder Platte ge­ schmolzen und vermischt ist, das verschmolzene Material 15 sehr schnell und bildet eine brüchige, martensitisch-perlitische Verschweißung, welche leicht bricht. Wenn die Führungsschiene daraufhin bei einer so hohen Temperatur oberhalb 520°C geglüht bzw. getempert wird, daß die Brüchigkeit der Verschweißung beseitigt wird, wird auch die Festigkeit des Grundmaterials der Platten herabgesetzt und es besteht das Risiko von Verformungen, wenn sich die durch das Härten eingearbeiteten Verspannungen lösen.

Es hat sich herausgestellt, daß die Brüchigkeit vermieden werden kann, indem für die mittlere Platte 13 ein Material mit einem geringen Kohlenstoffgehalt unter 0,12% gewählt wird. Wenn das geschmolzene Material von der Mittelplatte 13 während des Schweißens mit dem einer äußeren Platte 11, 12 gemischt wird, hat die Schmelze einen Kohlenstoffgehalt zwischen 0,3% und 0,4%, welche sich ohne die Bildung von brüchigem Martensit verfestigt. Kohlenstoffstahl mit solch einem besonders niedrigen Kohlen­ stoffgehalt hat jedoch eine geringe Festigkeit im Grundmaterial, insbesondere nach dem Ausglühen bzw. Abkühlen und in der Nähe der Verschweißung und ist deshalb weniger geeignet für Führungs­ schienen, die erheblichen Spannungen und Erschütterungen ausgesetzt sind.

Gemäß der Erfindung wird die Mittelplatte 13 aus einem borle­ gierten Stahl hergestellt, welcher einen Kohlenstoffgehalt unterhalb von 0,25% hat und welcher durch einen kleinen Borge­ halt, vorzugsweise im Bereich von 0,002% bis 0,004%, eine begrenzte Härtbarkeit erhalten hat. Diese Stahlart kann mit härtbarem Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt punktverschweißt werden, wobei die Schmelze 15 der Verschweißung sich ohne Brüchigkeit aufgrund der Bildung von hartem Martensit ohne perlitische Bereiche verfestigt. Die Festigkeit ist dann ausreichend, auch nach dem Ausglühen und in der Nähe der Verschweißung. Alle drei Platten können vor dem Verschweißen gehärtet werden, entweder als getrennte Stücke oder als Streifen vor dem Stanzen.

Nach dem Verschweißen der drei Platten werden sie ausgeglüht bzw. getempert, um das Risiko von Brüchen an den Schweißverbin­ dungen zu vermindern, und falls die Mittelplatte 13 aus einem borlegierten Stahl hergestellt ist, kann dieses bei einer viel geringeren Temperatur von 490 bis 500°C durchgeführt werden, als wenn sie aus einem Stahl ohne Bor hergestellt worden wäre. Hierdurch behalten die äußeren Platten 11, 12 mehr von ihrer Härte, was die Verformungen und dem Verlust an Genauigkeit beseitigt, welche beim Ausglühen bei höherer Temperatur auftre­ ten.

Mit dem Ausglühen bei der erwähnten niedrigen Temperatur, welche der Vergütungstemperatur der äußeren Platten nach dem Härten entspricht, hat ihr Stahl keine unterschiedliche Streckspannung, was bedeutet, daß eine Überlastung der Führungsschiene zu einer verteilten und weitgehend wieder rückführbaren Verformung führt, während eine Führungsschiene, welche bei höherer Temperatur ausgeglüht und derselben Überlast ausgesetzt wird, eine scharf lokalisierte dauerhafte Verbiegung erleiden würde mit sofortigem Ausfall als Konsequenz.

Claims (4)

1. Führungsschiene für Motorsägen mit drei durch Punktschweißen verbundenen Platten, welche gemeinsam an ihrer Kante eine Nut zum Führen einer Sägekette oder von Sägeblättern bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Platten (11, 12) aus einem härtbaren Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt über 0,5% ohne Bor und die mittlere Platte (13) aus einem borlegierten Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,25% hergestellt sind.

2. Führungsschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Platte aus einem borlegierten Stahl mit einem Borgehalt im Bereich von 0,002% bis 0,004% hergestellt ist.

3. Führungsschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl der äußeren Platten (11, 12) zusätzlich zu einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,5% Cr, Mo und V in Beträgen enthält, die insgesamt 4,5% nicht überschreiten, wobei der Rest aus Eisen und normalerweise auftretenden Verunreinigun­ gen besteht.

4. Führungsschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die mittlere Platte (13) vor dem Punktschweißen gehärtet ist.