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DE3443032C1 - Schneidscheibenmaschine,insbesondere zum Schneiden von Zuckerrueben - Google Patents

Schneidscheibenmaschine,insbesondere zum Schneiden von Zuckerrueben

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Publication number
DE3443032C1
DE3443032C1 DE3443032A DE3443032A DE3443032C1 DE 3443032 C1 DE3443032 C1 DE 3443032C1 DE 3443032 A DE3443032 A DE 3443032A DE 3443032 A DE3443032 A DE 3443032A DE 3443032 C1 DE3443032 C1 DE 3443032C1
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DE
Germany
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cutting
machine according
cutting disk
cutting disc
bearing
Prior art date
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Expired
Application number
DE3443032A
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English (en)
Inventor
Hans-Joachim 5800 Hagen Bittner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
H Putsch GmbH and Co KG
Original Assignee
H Putsch GmbH and Co KG
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Publication date
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    • C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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    • C13B5/06—Slicing sugar beet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneidscheibenmaschine, insbesondere zum Schneiden von Zuckerrüben, mit einem Maschinengestell, einer eine ebene Oberseite aufweisenden Schneidscheibe mit gleichmäßig verteilten, vorzugsweise langgestreckten und in radialer Richtung verlaufenden Durchtrittsöffnungen für das Schneidgut, mit im Bereich der Durchtrittsöffnungen angeordneten Messerkästen sowie einer Lagerung und einem Antrieb für die Schneidscheibe.
Bei Schneidscheibenmaschinen der bekannten Art bestehen die Schneidscheiben üblicherweise aus einer Stahlplatte, aus der zur Bildung der Durchtrittsöffnungen für das Schneidgut rechteckige Abschnitte herausgetrennt sind. In die Durchtrittsöffnungen sind die Messerkästen eingesenkt, welche die Messer für den Schneidvorgang tragen.
Da die Schneidleistung von der Anzahl der Messer und damit der Anzahl der Messerkästen abhängt, ist man bestrebt, in die Schneidscheibe möglichst viele Messerkästen einzusetzen. Darüber hinaus ist man bestrebt, die Schneidscheibe möglichst steif auszubilden, da durch die Schneidscheibe einerseits in axialer Richtung ein erheblicher Druck durch die auf der Schneidscheibe lastende Rübensäule und andererseits in Umfangsrichtung ein erhebliches Drehmoment für den Sehneidvorgang aufgenommen werden muß.
Die Forderung nach einer möglichst steifen Ausbildung der Schneidscheibe läßt sich jedoch in statischer Hinsicht nicht mit dem Bestreben nach einer möglichst großen Anzahl von Messerkästen vereinen. Bei vorgegebenem Durchmesser der Schneidscheibe führt nämlieh eine Erhöhung der Anzahl der Messerkästen zu einer Reduzierung der Breite der zwischen den Messerkasten verbleibenden Stege der Schneidscheibe und damit zwangsläufig zu einer Verringerung der Steifigkeit Insofern sind der Anzahl der Messerkästen bei vorgegebenem Durchmesser der Schneidscheibe aufgrund der statischen Notwendigkeiten enge Grenzen gesetzt, zumal eine Reduzierung der Breite der Messerkästen aus funktioneilen Gründen nicht möglich ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine
so Schneidscheibenmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß bei gleichem Schneidscheibendurchmesser eine höhere Schneidleistung erzielbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Messerkästen auf die Oberseite der Schneidscheibe aufgesetzt sind und die Schneidscheibe im Bereich der Messerkästen von radial und in einem gleichmäßigen Abstand zueinander verlaufenden, schräg gestellten Rippen gebildet ist.
Duch die erfindungsgemäßen Merkmale wird ein vollkommen neuartiges Konzept verwirklicht. So werden die Messerkästen einerseits erstmalig auf die Oberseite der Schneidscheibe aufgesetzt und nicht mehr in diese eingelassen. Dadurch können die Messerkästen in geringstem Abstand nebeneinander angeordnet werden, so daß eine Schneidscheibe der erfindungsgemäßen Art verglichen mit einer herkömmlichen Schneidscheibenkonstruktion gleichen Durchmessers eine größere
Anzahl von Messerkästen tragen kann, wodurch die Schneidleistung erhöht wird. Andererseits werden bei der neuen Konzeption die bei den bisherigen Schneidscheiben vorhandenen, praktisch quadratischen Stege durch unter den Messerkästen angeordnete schmale und schräg gestellte Rippen ersetzt. Diese Rippen können ohne erhebliche Erhöhung des Gewichtes der Schneidscheibe in ihrer Höhe den statischen Anforderungen entsprechend bemessen werden. Auf diese Weise wird mit relativ geringem Materialaufwand eine große Festigkeit gegen Durchbiegen erzielt. Durch die Schrägstellung der Rippen werden gemäß dem erfindungsgemäßen Konzept darüber hinaus zwei Vorteile erzielt. So fällt das Schneidgut beim Schneidvorgang bekanntermaßen nicht in Achsrichtung der Schneidscheibe durch die Durchtrittsöffnungen, sondern tritt in einem spitzen Winkel zur Schneidscheibenebene aus den Messerkästen aus. Durch die Schrägstellung verlaufen die Rippen etwa parallel zum Ausfallwinkel des Schneidgutes, so daß sich ein unbehinderter Schnittgutausfall und eine schonende Behandlung des Schnittgutes ergibt. Durch die Schrägstellung der Rippen wird der Schneidscheibe ferner eine große Festigkeit in Umfangsrichtung verliehen, wodurch die Schneidscheibe das für den Schneidvorgang erforderliche zum Teil erhebliche Drehmoment ohne relevante Verdrehung aufnehmen kann.
Nach dem erfindungsgemäßen Konzept gestaltete Schneidscheibenmaschinen haben somit aufgrund der erhöhten Anzahl der Messerkasten eine höhere Schneidleistung als bekannte Schneidscheibenmaschinen üblicher Bauart. Die Schneidscheiben selbst weisen dabei verglichen mit Schneidscheiben herkömmlicher Bauart bei gleichem Gewicht eine erheblich höhere Stabilität, insbesondere in axialer Richtung auf.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung nimmt die Höhe der Rippen zur Schneidscheibenachse hin zu. Auf diese Weise können die Rippen entsprechend dem Biegemomentenverlauf in festigkeitsmäßiger Hinsicht optimal gestaltet werden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schneidscheibenmaschine sind die schräg gestellten Rippen der Schneidscheibe im Bereich ihrer der Schneidscheibenachse zugewandten inneren Enden an einem Nabenring und im Bereich ihrer äußeren Enden an einem Umfangsring angeschlossen. Eine derartige Gestaltung stellt eine technisch optimale Lösung dar.
Bei Schneidscheibenmaschinen der eingangs beschriebenen Art besteht · die Forderung, daß das Schneidgut — im Falle der Verarbeitung von Zuckerrüben die sogenannten »Schnitzel« — möglichst schonend behandelt, d. h. nicht beschädigt wird. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel entspricht deshalb der Winkel der Schrägstellung der Rippen etwa dem Austrittswinkel des Schneidgutes aus dem Messerkasten. Ein bevorzugter Winkel stellt dabei 45° dar.
Wie eingangs bereits erwähnt, ist ein wesenliches Merkmal des erfindungsgemäßen Konzeptes die Anordnung der Messerkästen auf der Oberseite der Schneidscheibe. Um die Messerkästen auf der Schneidscheibe in der für einen optimalen Schneidvorgang erforderlichen Lage zu fixieren, ist es zweckmäßig, auf der Oberseite der Schneidscheibe Zentriervorsprünge anzuordnen, die in Zentrierausnehmungen an den Messerkästen eingreifen. Die Zentriervorsprünge und die Zentrierausnehmungen können in beliebiger Weise gestaltet sein. Wesentlich ist lediglich, daß sowohl Mittel zur radialen Zentrierung als auch Mittel zur Zentrierung in Umfangsrichtung vorgesehen sind.
Bei Schneidscheibenmaschinen der bekannten Art, d. h. solchen, bei denen die Messerkästen in die Durchtrittsöffnungen eingesenkt sind, müssen zum Schütze der Schneidscheibe, insbesondere zwischen den Messerkästen auf der Oberseite der Schneidscheibe sogenannte Verschleißelemente angeordnet werden. Diese Verschleißelemente müssen in bestimmten.
ίο zeitlichen Abständen ausgewechselt werden, wofür bei bekannten Schneidscheibenmaschinen ein Zerlegen der gesamten Maschine erforderlich ist. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind die Messerkästen zumindest im Bereich ihrer Oberseite trapezförmig ausgebildet und derart dicht nebeneinander angeordnet, daß sie die Oberseite der Schneidscheibe im Bereich der Durchtrittsöffnungen für das Schneidgut vollständig abdecken. Auf diese Weise ist es möglich, die Verschleißelemente an den Messerkästen selbst anzuordnen. Damit ergibt sich die Möglichkeit, die Verschleißelemente in kurzen Intervallen, d. h. bei jedem Messerkastenwechsel zu warten, wodurch der bisher erforderliche aufwendige Schneidscheibenausbau, der ein Zerlegen der Maschine erfordert, nur noch in wesentlich längeren Zeitabständen durchgeführt werden muß.
Schneidscheiben der gattungsgemäßen Art sind sowohl zwischen den Messerkästen als auch radial außerhalb und innerhalb der Messerkästen mit Verschleißelementen ausgestattet. Da die Messerkästen erfindungsgemäß nicht mehr in die Schneidscheibe eingesenkt, sondern auf diese aufgesetzt sind, besteht die Möglichkeit, die in Umfangsrichtung außen liegenden Verschleißelemente schmaler als bisher auszubilden. Versuehe haben ergeben, daß durch die schmalere Ausbildung die im Bereich dieser Verschleißelemente unvermeidbare Reibung erheblich verringert werden kann, was sich positiv auf die Antriebsleistung auswirkt. Aufgrund der schmalen Ausbildung der radial außen liegenden Ver-Schleißelemente wird nämlich eine Abrißkante gebildet, welche das Ansetzen von breiförmigem Rübenabfall (sogenanntem Muß) erschwert, worin die Ursache für die Verminderung der Reibung zu sehen ist.
Ein weiterer Vorteil der trapezförmigen Ausbildung der Messerkästen besteht darin, daß diese stabiler gestaltet werden können, was sich insbesondere beim Einsatz von Alu-Gußlegierungen günstig auswirkt.
Schneidscheibenmaschinen der bekannten Art besitzen zur Lagerung der Schneidscheibe bisher in der
so Schneidscheibenmitte einen in Wälzlagern gelagerten Lagerzapfen. Aufgrund der ungünstigen Hebelarmverhältnisse wirken bei derartigen Konstruktionen erhebliche Kräfte auf die Lagerung, wodurch diese sehr groß und deshalb aufwendig dimensioniert werden muß.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist bei einer Schneidmaschine der erfindungsgemäßen Art die Lagerung im Bereich des Nabenringes angeordnet. Durch diese Maßnahme wird die Lagerung erstmalig aus dem Bereich der Mitte der Schneidscheibe heraus dicht an diejenige Stelle herangelegt, an der der Schnittdruck wirkt. Dadurch ergibt sich bei kleinen Lagerabmessungen eine extrem steife Lagerung.
Durch die Verlegung der Lagerung aus dem Bereich der Mitte der Schneidscheibe heraus wird darüber hinaus über der Schneidscheibe Raum für den Antrieb frei, wodurch sich die Bauhöhe reduziert.
Die erfindungsgemäße Lagerung im Bereich des Nabenringes kann in verschiedener Weise ausgebildet sein.
Vorteilhaft ist es jedoch, wenn diese Lagerung als Querlängslager ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft ist dabei der Einsatz von sogenannten »Drahtwälzlagern«.
Um die Bauhöhe weiter zu reduzieren, kann der Antrieb gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zumindest teilweise bis in das Zentrum des Nabenringes hineinverlegt werden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Abtrieb des Antriebes mit einer Antriebsscheibe verbunden, die an die Unterseite des Nabenringes angekuppelt ist. Durch eine derartige Ausgestaltung wird nicht nur eine technisch vorteilhafte Übertragung der Antriebskräfte auf die Schneidscheibe erzielt, sondern darüber hinaus die Lageranordnung nach unten vollkommen abgedeckt. Die Antriebsscheibe hat somit auch die Funktion einer Abschlußplatte zum Schutz der Lager, was insbesondere bei Schneidscheibenmaschinen zum Schneiden von Zuckerrüben aufgrund des hohen Schmutzanfalles vorteilhaft ist.
Um den Spalt zwischen Verschleißelementen der Messerkasten und den Verschleißelementen des Maschinengestelles genau einstellen zu können, ist es vorteilhaft die Schneidscheibe zusammen mit der Lagerung und dem Antrieb in Schneidscheibenachsrichtung verstellbar in dem Maschinengestell zu lagern.
Im folgenden ist zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schneidscheibenmaschine unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben:
F i g. 1 zeigt schematisch eine Schneidscheibenmaschine der erfindungsgemäßen Art in einem vertikalen Halbschnitt,
Fig.2 zeigt einen Schnitt in der Ebene II-II der
F i g. 3 zeigt einen Schnitt in der Ebene III-III der Fig. 2.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besitzt die Schneidscheibenmaschine ein Maschinengestell 1, an dessen offenes unteres Ende sich ein Sammeltrichter 2 anschließt. In das Maschinengestell 1 ist ein Zuführschacht 3 für das Schneidgut in bekannter Weise integriert. In seinem Zentrum besitzt das Maschinengestell 1 eine in bezug auf die Achse vertikal angeordnete Lagerbüchse 4, in deren Bohrung ein rohrförmiges Antriebsgehäuse 5 vertikal verschiebbar gelagert ist. Das Antriebsgehäuse 5 besitzt im Bereich seines oberen Endes einen Flansch 6, auf dessen Oberseite ein Antriebsmotor 7 montiert ist. Der Antriebsmotor 7 ist mit einem innerhalb des Antriebsgehäuses 5 gelagerten Getriebe 8 verbunden. Der Antriebsmotor 7 und das Getriebe 8 bilden den Antrieb 9 der Schneidscheibenmaschine.
Im Bereich seines unteren Endes ist das Antriebsgehäuse 5 mit einem ringförmigen Lagerträger 10 verbunden, der im Bereich seines Umfanges eine Lagerung 11 in Form eines sogenannten »Drahtwälzlagers« trägt. Über das Drahtwälzlager ist an dem ringförmigen Lagerträger 10 eine Schneidscheibe 12 drehbar gelagert. Die Anordnung ist dabei derart getroffen, daß die Drehachse A der Schneidscheibe mit der Achse des Antriebes 9 zusammenfällt.
Die Schneidscheibe 12 besteht im wesentlichen aus einem das Drahtwälzlager tragenden Nabenring 13, an dessen Außenseite sich im wesentlichen radial verlaufende, um etwa 45° schräg gestellte Rippen 14 anschließen. Die dem Nabenring 13 abgewandten äußeren Enden der Rippen 14 wiederum sind an einem konzentrisch zum Nabenring 13 angeordneten Umfangsring 15 angeschlossen, der die Schneidscheibe 12 radial nach außen begrenzt. Die schräg gestellten Rippen 14 haben im wesentlichen eine L-förmige Gestalt, wie sich aus F i g. 3 in anschaulicher Weise ergibt.
Die der Achse A der Schneidscheibe 12 abgewandte Außenfläche des Nabenringes 13 bildet zusammen mit der Innenfläche des Umfangsringes 15 und den einander zugewandten Seitenflächen der Rippen 14 Durchtrittsöffnungen 17 für das Schneidgut. Die Oberseite des Nabenringes 13, der Rippen 14 und des Umfangsringes 15
ίο liegen dabei jeweils in einer Ebene, so daß sich eine ebene Oberseite 16 ergibt. Auf der ebenen Oberseite 16 sind dicht nebeneinander Messerkästen 18 angeordnet, wie sich in anschaulicher Weise aus Fig. 2 ergibt. Aufgrund der L-förmigen Gestaltung der Rippen 14 ist die Auflagefläche für die Messerkästen 18 relativ groß. Die Messerkasten 18 besitzen im wesentlichen eine trapezförmige Gestalt, so daß sie die ebene Oberseite 16 der Schneidscheibe 12 vollständig abdecken.
Mit Aufnahme der trapezförmigen Gestaltung sind die Messerkästen 18, insbesondere hinsichtlich der Befestigung der Messer 19 in herkömmlicher Weise aufgebaut.
Auf der ebenen Oberseite 16 der Schneidscheibe 12 sind im Bereich des Nabenringes 13 und des Umfangsringes 15 Zentriervorsprünge 20 und 21 angeordnet, die in entsprechende Zentrierausnehmungen in den Messerkästen 18 eingreifen.
Wie aus den F i g. 2 und 3 hervorgeht, ist die Oberseite der Messerkästen 18 zwischen den Messern 19 mit Verschleißelementen 21 abgedeckt. Diese Verschleißelemente 21 werden im Bereich ihrer radial inneren und äußeren Enden durch leistenartige weitere Verschleißelemente 22 ergänzt, wie sich insbesondere aus den Fig. 1 und 2 ergibt. Über den Verschleißelementen 22 sind im Bereich des unteren Endes des Zuführschachtes 3 weitere Verschleißelemente 23 befestigt.
Wie aus F i g. 1 hervorgeht, nimmt die Höhe der Rippen 14 vom Nabenring 13 zum Umfangsring 15 hin ab. Auf diese Weise können die Rippen 14 entsprechend dem Biegemomentenverlauf in festigkeitsmäßiger Hinsicht optimal gestaltet werden.
Wie aus F i g. 1 weiter hervorgeht, ist an der Unterseite des Nabenringes 13 eine Antriebsscheibe 24 befestigt. Im Bereich ihres Zentrums ist die Antriebsscheibe mit dem Abtrieb des Antriebes 9 gekoppelt. Über die Antriebsscheibe 24 wird das Drehmoment vom Antrieb 9 auf die Schneidscheibe 12 übertragen und die Lagerung 11 gegen Einflüsse von außen nach unten optimal abgedeckt. Zum Schütze der Lagerung 11 nach oben ist an
so den Nabenring 13 ein den Lagerträger 10 überdeckender Abdeckring 25 angeschlossen. Dieser Abdeckring 25 weist im Bereich seines der Achse A zugewandten Endes eine Dichtanordnung 26 auf, die an der Außenseite der Lagerbüchse 4 anliegt. Die Lagerung 11 ist somit hermetisch gegen Einflüsse von außen abgeschlossen.
Zur Einstellung des Spaltes zwischen den Verschleißelementen 22 der Messerkästen 18 und den Verschleißelementen 23 des Zuführschachtes 3 ist es lediglich erforderlich, das Antriebsgehäuse 5 in die Lagerbüchse 4 in vertikaler Richtung zu verschieben. Die hierfür erforderlichen Stellmittel sind zur Verbesserung der Übersicht in F i g. 1 nicht dargestellt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:
1. Schneidscheibenmaschine, insbesondere zum Schneiden von Zuckerrüben, mit einem Maschinengestell, einer eine ebene Oberseite aufweisenden Schneidscheibe mit gleichmäßig verteilten, vorzugsweise langgestreckten und in radialer Richtung verlaufenden Durchtrittsöffnungen für das Schneidgut, mit im Bereich der Durchtrittsöffnungen angeordneten Messerkästen sowie einer Lagerung und einem Antrieb für die Schneidscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerkästen (18) auf die Oberseite (16) der Schneidscheibe (12) aufgesetzt sind und die Schneidscheibe im Bereich der Messerkästen von radial und einem gleichmäßigen Abstand zueinander verlaufenden, schräg gestellten Rippen (14) gebildet ist.
2. Schneidscheibenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Rippen (14) zur Schneidscheibenachse (A) hin zunimmt.
3. Schneidscheibenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg gestellten Rippen (14) im Bereich ihrer der Schneidscheibenachse (A) zugewandten inneren Enden an einem Nabenring (13) und im Bereich ihrer äußeren Enden an einem Umfangsring (15) der Schneidscheibe (12) angeschlossen sind.
4. Schneidscheibenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Schrägstellung der Rippen (14) etwa dem Austrittswinkel des Schneidgutes aus den Messerkästen (18) entspricht.
5. Schneidscheibenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der ebenen Oberseite
(16) der Schneidscheibe (12) Zentriervorsprünge (20, 21) angeordnet sind, die in Zentrierausnehmungen an den Messerkästen (18) eingreifen.
6. Schneidscheibenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerkästen (18) zumindest im Bereich ihrer Oberseite trapezförmig ausgebildet und derart dicht nebeneinander angeordnet sind, daß sie die Oberseite (16) der Schneidscheibe (12) im Bereich der Durchtrittsöffnungen
(17) für das Schneidgut vollständig abdecken.
7. Schneidscheibenmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberseite der Messerkästen (18) Verschleißelemente (21) befestigt sind.
8. Schneidscheibenmaschine nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung (11) im Bereich des Nabenringes (13) angeordnet ist.
9. Schneidscheibenmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung (11) als Querlängslager ausgebildet ist.
10. Schneidscheibenmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Querlängslager als Drahtwälzlager ausgebildet ist.
11. Schneidscheibenmaschine nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (9) zumindest teilweise innerhalb des Nabenringes (13) angeordnet ist.
12. Schneidscheibenmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtrieb des Antriebes (9) mit einer Antriebsscheibe (24) verbunden ist, die an die Unterseite des Nabenringes (13) angekuppelt ist.
13. Schneidscheibenmaschine nach Anspruch 8 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidscheibe (12) zusammen mit der Lagerung (11) und dem Antrieb (9) in Schneidscheibenachsrichtung verstellbar in dem Maschinengestell (1) gelagert ist.
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