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Die vorliegende Erfindung betrifft ein ringförmiges
Kreissägeblatt mit einem Außenumfang, der mit Schneid- oder
Reißgliedern versehen ist, sowie einen Innenumfang oder
Innenkante und einem ringförmigen Stegabschnitt zwischen dem
Außen- und Innenumfang. Die Erfindung betrifft ferner eine
Ringkreissäge mit Antriebsmitteln zum Antrieb der Säge.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ringkreissägen sind seit langem bekannt und bis vor kurzem
jedoch nicht in irgendeinem großen Ausmaß eingesetzt
worden. Der Grund dafür liegt darin, daß der Antrieb der
Sägeblätter ein Problem hervorgerufen hat, das schwierig zu
lösen war. Zur Drehung der Sägeblätter in Ringkreissägen
wurden entweder ein Zahnradantrieb oder ein
Reibscheibenantrieb verwendet. Zahnradantriebssysteme werden z.B. in den
US-Patenten 2,804,105, 2,972,363, 3,373,489 und 3,808,685
beschrieben. Der Hauptvorteil des Zahnradantriebs liegt
darin, daß er keine beträchtlichen Energieverluste aufgrund
von Reibung hervorruft, so daß die Antriebskraft der Säge
wirksamer für die Sägearbeit eingesetzt werden kann. Ein
merkbarer Nachteil liegt jedoch darin, daß die Abnutzung
zwischen dem Zahnrad und dem ringförmigen Kreissägeblatt
sehr groß ist, insbesondere wenn Beton, Metall oder andere
schwere Verschleißmaterialien gesägt werden, da es
unmöglich ist, zu verhindern, daß Sägestaub zwischen das Zahnrad
und das Sägeblatt gelangt. Aufgrund der Abnutzung wird das
Sägeblatt allmählich in radialer Richtung verschoben. Als
Ergebnis dessen verändert sich der Zahnradabstand des
Sägeblattes derart, daß er nicht zum Abstand des
Antriebszahnrads paßt. Nach einer vergleichsweise kurzen Zeitspanne
führt diese Tendenz zu einer plötzlichen Auflösung des
Sägeblatts. Dieses ist nicht nur ein Problem, was die
Kosten anbelangt, sondern ebenfalls bedeutet es, daß das
Unfallrisiko beträchtlich erhöht wird.
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Transmissionen bzw. Übertragungen auf Reibscheibenbasis für
ringförmige Kreissägeblätte werden z.B. in den US-Patenten
3,221,783, 3,438,410, 3.930,310 und RE-27 716 beschrieben.
Typischerweise verwenden diese Systeme ein oder mehrere
Antriebsräder, die gegen eine Seite des Steges des
Sägeblatts drücken, bei gegenüberliegender Auflage eines
gegenüberliegenden Radlagers gegen die andere Seite des
Sägeblattes. Um eine ausreichend gute Reibung zwischen dem
Antriebsrad und dem Sägeblatt zu erhalten, ist es generell
notwendig, einen hohen Druck zwischen dem Antriebsrad und dem
Sägeblatt auszuüben. Als Ergebnis dessen wird Wärme in
einem solchen hohen Ausmaß erzeugt, daß das Blatt
deformiert werden kann, was zu einer plötzlichen Auflösung des
Blattes führen kann. Darüberhinaus können die Lager der
Antriebsräder durch den hohen Druck beschädigt werden. Um
die Reibung und damit den Antrieb zu verbessern, ist es
vorgeschlagen worden, eine Abnutzungsschicht auf dem
Antriebsrad aufzutragen. Dieses hat das Problem jedoch nicht
gelöst. Die in den US-Patenten 4,472,880 und 4,793,065
beschriebenen Erfindungen brachten in diesem technischen
Gebiet große Erfolge und erzielten einen bedeutenden
Durchbruch für Ringkreissägen. Nach diesen Erfindungen, die auf
dem Prinzip des Reibantriebs basieren, wird die
Antriebskraft am Innenrandteil des ringförmigen Kreissägeblattes
angelegt, der als Keil ausgebildet ist. Obwohl diese
Erfindungen große technische Erfolge darstellten, sehen sie
keine Lösung für das Antriebsproblem vor, das frei von
Nachteilen sein sollte. So wird z.B. viel Kraft aufgrund
des hohen Drucks und der großen Reibung zwischen dem
Antriebsrad und dem Sägeblatt verloren. Die US-A-4,793,065
diente zur Vorlage der Abfassung des Oberbegriffs des
Anspruchs 1.
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Ein weiteres Problem, das alle Arten von Ringkreissägen
betrifft, liegt darin, daß sie ein ungemütlich hohes
Geräuschniveau besitzen. Während ein konventionelles
Kreissägeblatt fest an einer Antriebswelle eingeklemmt gehalten
wird, dreht sich eine Ringsäge zwischen einer oder mehreren
Antriebsrollen und einer Vielzahl von Lagerrollen. Alle
diese Rollen bzw. Walzen zusammen erzeugen ein Klappern und
Vibrationen, die ein hohes Geräuschniveau bewirken, im
Vergleich zu üblichen Kreissägen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung sieht ein ringförmiges
Kreissägeblatt vor, das so aufgebaut ist, daß, wenn es in
Kombination mit einer Ringsäge verwendet wird, die geeignet
aufgebaute Antriebsmittel besitzt, einen Antrieb im wesentlichen
ohne Schlupf, mit niedrigem Kraftverlusten als Ergebnis von
Reibung vorsieht. Auf diese Art und Weise kombiniert die
vorliegende Erfindung die Vorteile des Zahnradantriebs und
des Reibungsantriebs und vermeidet zur gleichen Zeit im
wesentlichen die Nachteile dieser beiden Systeme. Nach
einer Ausführungsform wird ein Sägeblatt mit mindestens
einer ringförmigen Antriebsfläche eines flexiblen,
polymeren, festen Materials, insbesondere Gummi, vorgesehen,
wobei ein drehbares Antriebsglied gegen diese flexible
Antriebsfläche gedrückt werden kann, um die Rotation des
Sägeblattes um ihr Rotationszentrum herum zu bewirken. Das
drehbare Antriebsglied bzw. Mittel ist in geeigneter Weise
mit Zähnen, Rippen oder anderen Vorsprüngen, versehen, die
im Prinzip eine Antriebskraft vorsehen, die die gleiche
Wirksamkeit wie ein Zahnradgetriebe besitzen. Zur gleichen
Zeit ist die Resonanz im Sägeblatt bedeutend mittels des
flexiblen Materials gedämpft, das die Antriebsfläche
bildet, so daß eine bemerkenswerte Geräuschdämpfung erzielt
wird.
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Das flexible Material, insbesondere Gummi, kann z.B. am
Innenrandteil des Sägeblattes angeordnet sein, damit der
Innenrandteil mit einem Antriebsrad oder einer
Antriebsriemenscheibe zusammenarbeiten kann, die im Inneren des
Innenrandteils des Sägeblattes vorgesehen ist. Bei einer solchen
Anordnung ist es möglich, ein Antriebsmittel zur verwenden,
das die Merkmale besitzt, die im oben erwähnten US-Patent
4,793,065 gezeigt werden. Die einzige Abänderung des
Antriebsmittels, die u.U. durchgeführt werden muß, ist der
Ersatz der Antriebsriemenscheibe durch eine solche, die mit
Zähnen oder anderen Vorsprüngen in der keilförmigen Nut der
Antriebsscheibe versehen worden ist. Als eine Alternative
kann das flexible Material auf einem Stegabschnitt des
Sägeblattes angeordnet werden, geeigneterweise in einer
Ausnehmung im Stegabschnitt. In diesem Fall kann ein
Antriebsmittel verwendet werden, wie es z.B. in der oben
erwähnten US-RE 27 716 gezeigt wird, wobei das glatte
Antriebsrad durch ein Zahnrad oder durch ein Rad ersetzt
wird, das mit anderen Vorsprüngen um seinen Umfang herum
versehen ist, so daß ein sicheres Greifen mit dem flexiblen
Material mit im wesentlichen dem gleichen Charakter wie bei
einem Zahnradgetriebe erhalten wird.
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Weitere charakteristische Merkmale, Aspekte und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden aus den anhängenden
Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung einiger
ausgedachter Ausführungsformen deutlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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Es zeigt:
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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer
Ringkreissäge nach einer ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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Fig. 2 die Maschineneinheit nach Fig. 1, wobei das
Sägeblatt und gewisse Haltevorrichtungen
entfernt sind;
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Fig. 3 einen Schnitt III-III durch das Sägeblatt
in Fig. 1;
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Fig. 4 einen Schnitt IV-IV in Fig. 1, durch die
Antriebsscheibe und das Sägeblatt, sowie
ferner, teilweise schematisch, einige
Halterungsmittel an sich bekannter Art,
während andere Teile wegen der
Deutlichkeit weggelassen worden sind;
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Fig. 5 eine Ansicht V-V in Fig. 4, wobei das
Sägeblatt lediglich in gestrichelten
Linien gezeigt wird und andere Teile
wegen der Deutlichkeit weggelassen worden
sind;
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Fig. 6 einen Schnitt VI-VI in Fig. 5 durch die
Antriebsscheibe und ein Sägeblatt im
Greifbereich zwischen der Antriebsscheibe
und dem Sägeblatt;
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Fig. 7 einen Querschnitt durch das Sägeblatt nach
einer zweiten Ausführungsform des
Sägeblattes;
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Fig. 8 einen Querschnitt durch die Antriebsscheibe
nach einer zweiten Ausführungsform der
Antriebsscheibe in der gleichen Ansicht wie
Fig. 5;
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Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer
Ringkreissäge
mit einem ringförmigen
Kreissägeblatt nach einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung;
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Fig. 10 einen Schnitt XI-XI in Fig. 9 durch das
ringförmige Kreissägeblatt nach einer
weiteren Ausführungsform; und
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Fig. 11 eine teilweise schematische Ansicht des
Antriebs des ringförmigen Kreissägeblattes
gemäß Fig. 10.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Zunächst wird Bezug genommen auf die Fig. 1 bis 6, in denen
eine Maschineneinheit einer hydraulisch angetriebenen
Ringkreissäge 1 generell mit 2 bezeichnet ist. Die
Maschineneinheit 2 umfaßt ein Motorengehäuse 6 mit einem
hydraulischen Motor (nicht gezeigt). Der Motor ist mit
hydraulischen Schläuchen 3 und Handgriffen 4 und 5 versehen. Die
Maschineneinheit 2 umfaßt ferner Elemente zum Halten eines
ringförmigen Kreissägeblattes 8 an ihrer Stelle in der
Maschineneinheit und ein Getriebesystem zum Übertragen der
Antriebskraft des Motors auf das Sägeblatt 8. Die
Maschineneinheit 2 besitzt eine Zentrumsscheibe 9 und eine
Grundplatte 10. Eine Abdeckung 11 ist an der Grundplatte 10
mittels Schrauben 12 befestigt, so daß die Abdeckung 11 mit
den Lagerelementen für das eingepaßte Sägeblatt 8 entfernt
werden kann, wenn das Sägeblatt 8 eingepaßt oder ersetzt
werden soll.
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Das ringförmige Kreissägeblatt 8 besitzt einen
Innenrandteil 14 aus Gummi, einen Außenrandteil 15, der mit
Schneidelementen in Form diamantenbestückter Sektoren und einem
Stegabschnitt 16 zwischen den Randteilen mit einer glatten
Unterseite 17 und einer glatten Oberseite 18 versehen ist.
Die Seiten 17 und 18 verlaufen parallel zueinander und zu
einer Symmetrieebene 19 des Sägeblattes 8 (Fig. 3).
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Der Innenrandteil 14 des Gummis wird durch Vulkanisation am
Innenrand des Stegabschnitts 16 des Sägeblatts befestigt,
das aus Stahl besteht. Der Gummiteil 14 ist nach dieser
Ausführungsform vollständig gerade und besitzt die gleiche
Dicke wie die des Stegabschnitts 16 des Sägeblatts.
Ebenfalls ist die Innenkante des Gummiteils 14 vollständig
gerade. Eine Nut 24 wird in der glatten Unterseite 17 des
Sägeblattes 8 vorgesehen.
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Eine Antriebsscheibe 30 des Sägeblattes 8 ist hauptsächlich
im Inneren des Kreisrings des Sägeblattes 8 eingepaßt. Die
Riemenscheibe 30 ist derart angeordnet, daß sie sich um
eine Rotationsachse 31 drehen kann, die parallel zur
Rotationsachse des Sägeblattes 8 ist, über eine Antriebsachse 32
(Fig. 4). Ferner sind Transmissions- bzw. Getriebemittel
(nicht gezeigt) vorgesehen, um die Antriebskraft des Motors
auf die Antriebsriemenscheibe 30 zu übertragen, zusammen
mit einem Paar unterer Laufrollen 40 und 41 und einem Paar
oberer Laufrollen 42 und 43 in der Abdeckung 11 (die Rolle
43 ist nicht gezeigt). Jede der unteren Laufrollen 40 und
41 ist mit einem Flansch 44 in an sich bekannter Weise
versehen. Der Flansch 44 ist bekannterweise in der Nut 24
aufgenommen, die eine Kante 45 besitzt. Was andere in den
Fig. 1, 2 und 4 gezeigte Elemente anbelangt, so wird Bezug
genommen auf das US-Patent 4,793,065, das hiermit durch
Bezugnahme aufgenommen wird.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht der
Innenrandteil 14 des Sägeblattes 8 aus Gummi, verbunden mit der
Innenkante 20 des Stegabschnitts 16 des metallischen
Sägeblattes 8 durch Vulkanisation. Der Randteil 14 besitzt die
gleiche Dicke wie der Stegabschnitt des Sägeblattes 8. Die
relative Dicke ist in den Zeichnungen etwas übertrieben.
Die Seiten 21 und 22 des Randteils 14 sind parallel zu und
liegen in den gleichen Ebenen wie die Seiten 17 und 18 des
Stegabschnitts 16. Die Innenkante 23 des Gummiteils 14 ist
nach dieser Ausführungsform gerade, könnte jedoch auch
etwas abgerundet sein.
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Die Antriebsriemenscheibe nach dieser Erfindung besteht aus
zwei Hälften 33 und 34, die aneinander in einer
Teilungsebene 35 angrenzen und sind mittels Schrauben 36
zusammengeklemmt. Die obere Hälfte der Antriebsriemenscheibe 30
besitzt Vorsprünge 37, die sich mit Tälern 38 in einem
kreisförmigen Randteil abwechseln, der der Teilungsebene 35
gegenüberliegt, wobei die Vorsprünge und Täler ein
kreisumfangsmäßiges Wellenmuster bilden. Die Vorsprünge 37 und die
Täler 38 folgen glatt aufeinander, in anderer Hinsicht,
besitzt der ringförmige Randteil jedoch das Merkmal eines
Zahnradrings. Die untere Hälfte 34 der
Antriebsriemenscheibe ist in analoger Weise aufgebaut, wird jedoch über einen
Winkel relativ zur oberen Hälfte gedreht, der einer halben
Wellenlänge entspricht, so daß die Täler und Vorsprünge in
den beiden Hälften einander gegenüberliegen. Auf diese Art
und Weise wird eine kreisumfangsmäßige Nut 39 mit
wellenförmiger oberer und unterer Seitenfläche zwischen den beiden
Hälften gebildet. Diese Nut 39 besitzt eine Dicke, die im
wesentlichen der Dicke des Gummirandteils 14 des
Sägeblattes entspricht. Die Nut 39 kann auch etwas schmaler als der
Randteil 14 sein.
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Der Gummirandteil 14 wird in der Nut 39 derart vorgesehen
bzw. angeordnet, daß er sich entlang eines Sektors des
Randabschnittes erstreckt. Auf diese Art und Weise wird der
umfangsmäßige Teil des Randteils 14 in einem Wellenmuster
abgebogen, und zwar zwischen den auf einer Seite liegenden
Vorsprüngen 37 und den Tälern 38 in der ersten Hälfte und
den auf der anderen Seite liegenden entsprechenden Tälern
und Vorsprüngen 38' bzw. 37' in der zweiten Hälfte 34.
Dieses ist schematisch in Fig. 6 aufgezeigt. Auf diese
Weise ist eine äußerst wirksame Kupplung zwischen der
Antriebsriemenscheibe 30 und dem Sägeblatt 8 erreicht, ohne
daß irgendein größerer Druck auf den Randteil 14 des
Sägeblatts ausgeübt werden muß. Als Ergebnis dessen sind die
Reibungsverluste beim Antrieb des Sägeblattes sehr gering.
Wenn die Seite 45 der Nut 24 im Sägeblatt 8 sich allmählich
abnutzt, so daß sich die Nut 24 erweitert, bewegt sich das
Sägeblatt in einem entsprechenden Ausmaß von der
Antriebsriemenscheibe 30 nach außen. Der Griff im Wellenmuster der
Nut 39 bleibt jedoch während der gesamten
Betriebslebensdauer des Sägeblattes ausreichend, um einen guten Eingriff
zwischen der Antriebsriemenscheibe 30 und dem Gummirandteil
14 des Sägeblattes 8 sicherzustellen. Auf diese Art und
Weise wird ein Griff aufrechterhalten, der dem Griff eines
Zahnrads oder Zahnradringgetriebes gleicht, unabhängig von
den Veränderungen der Positionen der Antriebsriemenscheibe
30 und des Sägeblattes 8 relativ zueinander. Auf diese Art
und Weise werden die günstigen Merkmale einer
Getrieberadübertragung, nämlich guter Eingriff und niedrige
Reibungsverluste, kombiniert mit der Verläßlichkeit im Betrieb
eines Reibantriebs.
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In Fig. 7 wird ein Sägeblatt 8A gezeigt, das einen etwas
abweichenden Aufbau aufweist. So besitzt der Stegabschnitt
16a dieses Sägeblattes an seinem Innenrandteil eine
symmetrisch vorspringende Zunge 23A mit glatten Seiten. Die
Zunge 23A ist auf beiden Seiten mit Gummischichten 14A
überzogen. Die Gummischichten 14A und die Zunge 23A
besitzen zusammen die gleiche Dicke wie der Stegteil 16A.
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Die Gummischichten 14A auf dem Sägeblatt 8A gemäß Fig. 7
können als Antriebsflächen in einer Nut in einer
Antriebsriemenscheibe verwendet werden, die einen etwas
abweichenden Aufbau besitzt, im Vergleich zu der vorangegangenen
Ausführungsform. Fig. 8 zeigt schematisch diese
Ausführungsform der Nut in der Antriebsriemenscheibe, wobei der obere
und untere Teil mit 33A bzw. 34A bezeichnet ist. Die
Vorsprünge
37A und die Täler 38A in der einen Hälfte 33A sind
in diesem Fall gegenüberliegend zu den entsprechenden
Vorsprüngen 37A' bzw. den Tälern 38A' in der anderen Hälfte
34A der Antriebsriemenscheibe angeordnet. Auf diese Art und
Weise werden die Schichten 14A alternierend komprimiert
bzw. expandiert durch die Verschiebungen des Gummis beim
Durchgang durch die Nut. Auch in diesem Fall wird ein sehr
guter Griff zwischen der Antriebsriemenscheibe und dem
Sägeblatt erzielt. Die Abmessungen sind in Fig. 6
übertrieben dargestellt, um die Arbeitsweise deutlicher
herauszustellen.
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Eine noch weitere Ausführungsform der Vorsprünge der
Antriebsriemenscheibe wird in Fig. 8 gezeigt, die schematisch
eine Hälfte einer Antriebsriemenscheibe zeigt. Die
Vorsprünge bestehen in diesem Fall aus sphärischen Segmenten 37B.
Die entsprechenden sphärischen Segmente in der anderen
Hälfte der Antriebsriemenscheibe können zwischen den
sphärischen Segmenten 37B angeordnet werden, die in Fig. 8
gezeigt sind (in diesem Fall kann z.B. ein Sägeblatt gemäß
Fig. 3 verwendet werden), oder gegenüberliegend zu den
sphärischen Segmenten 37B angeordnet werden (in diesem Fall
kann z.B. ein Sägeblatt gem. Fig. 7 verwendet werden).
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In der Ausführungsform der Fig. 10 wird eine Gummischicht
14C in einer Nut 19 im Stegabschnitt 16C des Sägeblattes 8C
vorgesehen. Der Innenrandteil 20C ist etwas abgeschrägt.
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Zum Antrieb des Sägeblattes 8C kann eine Maschine der in
den Fig. 9 und 11 gezeigten Art verwendet werden. Die
Antriebsriemenscheibe 30 nach den vorherigen
Ausführungsformen wird in dem Fall durch eine Antriebsrolle oder -walze
50 ersetzt, die zwischen einem Paar oberer Laufrollen, die
in gleicher Weise aufgebaut sind wie die Laufrollen 42 und
43 gemäß Fig. 4, arbeitet. Auf der anderen Seite des
Sägeblattes, gegenüberliegend zur Antriebsrolle 50, ist eine
Lagerrolle 51 vorgesehen und gegenuberliegend zu den oberen
Laufrollen kann ein Paar unterer Laufrollen vorgesehen
werden, entsprechend zu den Laufrollen 40 und 41 gemäß Fig.
4. Die letzteren sind in diesem Falle mit einem in der Nut
24 arbeitenden Flansch versehen.
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Die Antriebsrolle 50 ist mit einer Antriebsachse 55
versehen und besitzt einen mittigen Teil 52, der Zähne, Rippen
oder andere Vorsprünge besitzt, die sich mit Tälern, Nuten
oder ähnlichen Einschnitten abwechseln, wobei die
Vorsprünge in die Gummischicht 14C hineingedrückt werden können, um
einen guten Eingriff zwischen dem Antriebsrad 50 und dem
Sägeblatt 8C zu ergeben. Auf beiden Seiten des
Antriebsteils 52 werden Lagerflächen 53 und 54 vorgesehen, die
einen geringeren Durchmesser besitzen, wobei diese
Lagerflächen gegen den Stegabschnitt 16C des Sägeblattes 8C
gedrückt werden und das Eindringen der Vorsprünge des
Antriebsteils 52 in die Gummischicht 14C begrenzen. Die
Lagerrolle 51 ist mit einem Flansch 56 vorgesehen, der eine
abgeschrägte Drehfläche besitzt, die gegen die Außenkante
20C des Sägeblattes 8C in bekannter Weise anliegt und
letztere lagert. Rotationsflächen 57, 58 und 59 werden
vorgesehen, die die Unterseite des Sägeblattes 8C berühren.
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In der obigen Ausführungsform sind die
Antriebsriemenscheibe oder die Antriebsrollen mit Vorsprüngen versehen, die
dazu gedacht sind, daß sie in das flexible Material des
Sägeblattes hineingedrückt werden. Experimente haben jedoch
gezeigt, daß man einen sehr guten Antrieb ebenfalls ohne
solche Vorsprünge erzielen kann. Dieses betrifft zumindest
ein solches ringförmiges Kreissägeblatt, bei dem das
flexible Material am Innenrandteil des Sägeblattes
angeordnet ist, wie es in Fig. 3 gezeigt wird. Ein ringförmiges
Kreissägeblatt dieser Art hat sich in der Arbeit als sehr
wirksam zusammen mit einer Antriebsriemenscheibe ergeben,
die eine keilförmige Nut mit vollständig glatten Seiten
besitzt. Zur gleichen Zeit machte ein ringförmiges
Kreissägeblatt dieser Art beträchtlich weniger Lärm als ein
ringförmiges Kreissägeblatt ohne irgendeinen Randteil aus
Gummi. Die Erfindung ist deshalb nicht auf die Verwendung
von Antriebsmitteln in Form von Antriebsriemenscheiben oder
Antriebsrollen, die mit Vorsprüngen, wie sie in den oben
beschriebenen Ausführungsformen gezeigt sind, beschränkt.