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Die Erfindung betrifft ein System zum Trennen von Gegenständen, umfassend eine angetriebene Spindel und eine gekröpfte Trennscheibe mit einer zentralen Bohrung, die von einem bezüglich der Oberfläche der Trennscheibe versenkten Haltebereich umgeben ist, wobei die Trennscheibe mittels einer den Boden des Haltebereiches beaufschlagenden Spannmutter lösbar gegen einen Spannflansch der Spindel einer entsprechenden handgeführten Maschine, insbesondere eines Winkelschleifers, gehalten ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine gekröpfte Trennscheibe mit einer zentralen Bohrung zur Verwendung in einem solchen System.
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Derartige Systeme werden zum Schneiden respektive zum Trennen harter Körper verwendet. Je nach zu schneidendem Werkstoff werden Trennscheiben unterschiedlichster Materialzusammensetzung, Form und Struktur angeboten. Es wird unterschieden zwischen kunstharzgebundenen Scheiben und Scheiben mit metallischer Bindung. Die Form und Güte der Schleifkörner wird auf den zu schneidenden Werkstoff angepasst. Trennscheiben für handgeführte Maschinen haben meist eine Stärke zwischen 1 mm und 4 mm und einen Durchmesser zwischen 100 mm und 400 mm.
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Während flache Trennscheiben eine höhere Flexibilität gegen Seitenbelastung aufweisen, bieten die oben genannten gekröpften Trennscheiben ein höheres Maß an Stabilität. Dabei ist zur Verbesserung der Stabilität bereits eine relativ geringe axiale Kröpfung von ca. 5 mm ausreichend.
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Die Spindeln der handgeführten Maschinen, insbesondere der Winkelschleifer, sind dafür ausgelegt, unterschiedliche Scheiben aufzunehmen und sicher einspannen zu können. Hierzu wird die Scheibe mit ihrer zentralen Bohrung auf die Spindel aufgesetzt und gegen den Spannflansch geführt, der einen Anschlag und eine Zentrierung für die Scheibe ausbildet. Der Spannflansch umfasst dazu einen axial vorstehenden Kragen, auf den die an ihm anliegende Scheibe aufsitzt. Dabei sind die Durchmesser des Kragens und der zentralen Bohrung der Scheibe aufeinander genormt, so dass der Kragen die aufgesetzte Scheibe zentriert. Wird nun die Spannmutter auf das Gewinde der Spindel aufgeschraubt, wird die auf dem Kragen sitzende Scheibe sicher an dem Spannflansch eingespannt.
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Meist kann die Spindel sowohl Scheiben mit größerer Materialstärke, wie beispielsweise Schruppscheiben, als auch die flachen Trennscheiben aufnehmen. Die axiale Länge der Spindel ist so bemessen, dass bei aufgesetzter Scheibe am endseitigen Gewinde der Spindel noch eine ausreichende Anzahl von Gewindegängen zur vollständigen Aufnahme der Spannmutter zur Verfügung steht. Die bekannten Spindeln weisen deshalb eine Länge auf, die zwischen dem Spannflansch für die Scheiben und dem endseitigem Abschluss der Spindel ca. 18 mm beträgt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr darin, ein gattungsgemäßes System derart weiter zu bilden, dass es bequem handhabbar ist und die Möglichkeit bietet, Schnitte in unmittelbarer Boden- oder Wandnähe und parallel zur Fläche durchzuführen.
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Diese Aufgabe wird durch das System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die Trennscheibe nach Anspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den jeweiligen Unteransprüchen genannt.
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Der wesentliche Grundgedanke der Erfindung liegt darin, das Vorstehen der Spindel respektive der Spannmutter bei eingespannter Trennscheibe zu verhindern. Dafür wird das System so ausgelegt, dass der axiale Abstand zwischen dem Boden der gekröpften Trennscheibe und dem radial außen liegenden Schleifbereich der Trennscheibe zumindest dem axialen Abstand zwischen dem Boden und dem endseitigem Abschluss der Spindel und der aufgeschraubten Spannmutter entspricht. Anders ausgedrückt, reicht die Tiefe des versenkten Haltebereichs aus, um die Spindel und die Spannmutter ohne einen Überstand über die Oberfläche der Trennscheibe vollständig aufzunehmen.
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Dieser Grundgedanke kann auf zwei Arten umgesetzt werden: Entweder wird die Tiefe des Haltebereiches so bemessen, dass er zumindest die Spannmutter ohne einen Überstand über die Oberfläche vollständig aufnimmt. Die Tiefe kann auch so bemessen sein, dass der Haltebereiches darüber hinaus auch noch das eventuell über die Spannmutter hinaus stehende Ende der Spindel aufnimmt. Um das zu gewährleisten, kann in einer besonderen Ausführungsform die Spindel durch Aufsetzen einer Unterlegscheibe so weit verkürzt werden, dass das Ende der Spindel nicht über die Oberfläche der Trennscheibe hinaus ragt.
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Ein solcher im Haltebereich der Scheibe vollständig versenkter Spindelabschluss mit aufgeschraubter Spannmutter ermöglicht das Schneiden von Material in der Fläche, da ein zur Fläche unmittelbares und paralleles Ansetzen der Trennscheibe ermöglicht wird. Unmittelbar an der Fläche anliegend und parallel zur ihr geführt, schneidet die Trennscheibe einen an der Fläche vorstehenden Gegenstand direkt in der Fläche ab. Solche Gegenstände sind beispielsweise aus einer Fläche herausstehende Schraubenenden, T-Stöße oder auch Angösse oder Steiger von Gusskörpern die zumindest nahezu überstandsfrei abgetrennt werden können. Hierzu kann neben einer kunstharzgebundenen Variante auch eine Ausführungsvariante als Diamanttrennscheibe Verwendung finden. Mit der Erfindung wird auch das Schneiden entlang der im Schiffsbau verbauten großen Einheiten ermöglicht, die zur Handhabung mit Transportösen versehen werden. Diese können mit einem erfindungsgemäßen System wieder „rückstandsfrei” entfernt werden. Die zur ebenen Fläche parallele Ausrichtung der Scheibe vermindert die Gefahr eines Abrutschen oder Verkantens der Scheibe und erleichtert somit ein gerades und sauberes Abtrennen des Gegenstandes entlang der Fläche. Zudem wird die Trennscheibe nur in Schnittrichtung belastet, wodurch die Bruchgefahr der Scheibe deutlich gemindert ist.
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Das erfindungsgemäße System ermöglicht somit ein einfach durchzuführendes Schneiden von Gegenständen in unmittelbarer Wand-Bauteil, oder Bodennähe, ohne eine Änderung an den Spindellängen der bekannten handgeführten Geräte vornehmen zu müssen.
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In einer ersten besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Trennscheibe eine axiale Kröpfung auf, die mit einer Tiefe von zumindest 10 mm deutlich über die Kröpfung der bekannten Trennscheiben hinausgeht. Die Tiefe der Kröpfung kann mit der Scheibenbreite variieren. Mit der Tiefe der axialen Kröpfung ist der axiale Abstand zwischen dem Boden ihres Haltebereichs und dem radial außen liegenden Schleifbereich mit der Schnittkante gemeint. Die hieraus resultierende axiale Erstreckung der gekröpften Trennscheibe reicht aus, um im eingespannten Zustand die über den Spannflansch der Spindel hinausragende Spannmutter und gegebenenfalls auch das Spindelende vollständig im Haltebereich der Trennscheibe aufzunehmen. Die Erstreckung der gekröpften Trennscheibe in axialer Richtung, auch als ihre axiale Breite bezeichnet, entspricht somit zumindest dem axialen Abstand zwischen dem Spannflansch und dem endseitigem Abschluss der Spindel.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Systems liegt die eingespannte Trennscheibe nicht unmittelbar an dem Spannflansch der Spindel an. Stattdessen ist zwischen Flansch und Scheibe ein ringförmiges Element, insbesondere eine Unterlegscheibe, angeordnet. Je nach Stärke des ringförmigen Elements verschiebt sich die axiale Position der eingespannten Scheibe in endseitiger Richtung der Spindel. Die Unterlegscheibe verkürzt somit den Abstand zwischen dem Boden des Haltebereichs der Trennscheibe und dem endseitigem Abschluss der Spindel. Die Stärke der zwischenliegenden Unterlegscheibe wird so gewählt, dass die axiale Breite der einzuspannenden gekröpften Trennscheibe mindestens so groß ist wie der verbleibende axiale Abstand zwischen dem Haltebereich der Trennscheibe und dem Abschluss der Spindel. Das Ende der Spindel steht nun nicht mehr axial über die Seitenfläche des radial außen angeordneten Bereichs der Trennscheibe hinaus. Auf diese Weise können bei entsprechender Stärke des ringförmigen Elements auch Trennscheiben mit bekannter Kröpfung in dem erfindungsgemäßen Trennsystem verwendet werden.
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Dabei ist zu gewährleisten, dass die für das Einspannen notwendige Spannkraft erzeugt werden kann. Zwischen dem Boden der einzuspannenden Scheibe und dem endseitigem Spindelabschluss sollte somit stets ausreichend axialer Raum für die Spannmutter zur Verfügung stehen. Um einen optimalen Halt der eingespannten Scheibe zu gewährleisten ist es wichtig, dass die festgezogene Spannmutter möglichst über ihren gesamten Gewindegang greifen kann. Es ist also darauf zu achten, dass sie möglichst nicht axial über den Abschluss der Spindel hinaussteht, besser aber noch über den Abschluss hinweg auf die Spindel aufgedreht wird. Dann schützt die axial über die Spannmutter vorstehende Spindel die Spannmutter vor einem unbeabsichtigten Kontakt mit dem zu bearbeitenden Werkstoff, durch den sie im Betrieb versehentlich gelöst werden könnte und die Oberfläche des Werkstückes beschädigen kann.
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Vorteilhafterweise überdeckt der axial verschobene Haltebereich der Scheibe das endseitige Gewinde der Spindel nur soweit, dass ein Auffangen der an der Schraubverbindung anliegenden Kräfte gewährleistet ist. Um die Scheibe sicher auf der Spindel einspannen zu können, muss der für die Spannmutter noch greifbare Gewindegang der Spindel also stets eine ausreichende Länge aufweisen. Die hier auftretenden Kräfte werden beispielsweise durch den zu trennenden Werkstoff, die Materialzusammensetzung der Scheibe und ihre Schnittgeschwindigkeit beeinflusst. Werden vergleichsweise geringe Kräfte erwartet, ist nur eine entsprechend geringere Spannkraft erforderlich. In diesem Fall ist es möglich, nicht nur endseitig einen kürzeren Gewindegang zu akzeptieren, sondern zusätzlich oder alternativ eine schmalere, insbesondere abgedrehte Spannmutter zu verwenden. Dann kann die axiale Breite der verwendeten Trennscheibe entsprechend geringer ausfallen, wodurch die Kröpfung der Scheibe nicht so stark ausgebildet sein muss.
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In einer bevorzugten Ausführungsform steht die Oberfläche der Trennscheibe axial über die Spindel hinaus. Die Oberfläche der Trennscheibe ist dann das axial am weitesten vorstehende Element des Trennsystems und das Aufsetzen der in dem Haltebereich versenkten Spindel wird auch bei einer nicht vollständig ebenen Fläche verhindert.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Trennscheibe auf einem axial vorstehenden Kragen des Spannflansches zentriert. Ist eine Unterlegscheibe vorgesehen, die auf dem Kragen des Spannflansches aufsitzt und ihn zumindest teilweise überdeckt, wird die Scheibe in einer alternativen Ausführungsform von einem axial an der Spannmutter vorstehenden Kragen zentriert. Auf diese Weise ist die Zentrierung der Scheibe auf der Spindel immer gewährleistet.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der gekröpften Trennscheibe weist ein metallisches Stammblatt auf, dessen Schneidbereich mit Schleifkörnern, insbesondere Diamant, belegt ist. Mit derartigen Trennscheiben lassen sich insbesondere steinerne Materialien besonders gut trennen. Vorzugsweise sind die Diamanten über den Umfang des Stammblattes beabstandete Schneidsegmente verteilt. Die segmentierten Stammblätter weisen eine besonders gute Schnittleistung auf.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der gekröpften Trennscheibe weist ein Stammblatt aus faserverstärktem Kunstharzverbund mit einer Schnittstärke von weniger als 3 mm auf. Solche Trennscheiben sind besonders gut für das Schneiden metallischer Werkstoffe geeignet.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele. Dabei zeigen
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1: Einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Trennsystems gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform;
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2: Ein erfindungsgemäßes Trennsystem gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform, ebenfalls als Schnitt; und
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3: einen Schnitt durch eine Spannmutter mit axial vorstehenden Zentrierkragen.
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1 zeigt ein Trennsystem mit einer gekröpften Trennscheibe 1, die über ihre zentrale Bohrung auf eine Spindel 2 aufgesetzt ist Die Trennscheibe 1 wird zwischen einem an der Spindel angeordneten Spannflansch 3 und einer Spannmutter 4 gehalten. Auf die Darstellung eines die Trennscheibe 1 zentrierenden Kragens wurde verzichtet. Die erforderliche Spannkraft wird über eine ebenfalls nicht gezeigte Schraubverbindung zwischen dem endseitigem Gewinde der Spindel 2 und der Spannmutter 4 erzeugt. Die Trennscheibe 1 umfasst einen radial innen liegenden, um ihre Bohrung angeordneten Haltebereich mit einer Kröpfung 5 und einem Boden 6. Die axiale Breite der Kröpfung 5 ist größer als der axiale Abstand zwischen dem Boden 6 der Trennscheibe 1 und dem endseitigem Abschluss 7 der Spindel 2 mit der aufgeschraubten Spannmutter 4. Dies wird durch eine gepunktete Hilfslinie 8 verdeutlicht, welche entlang der Oberfläche der Trennscheibe 1 parallel zu dem radial außen liegenden Schleifbereich 9 eingezeichnet ist. Auf diese Weise wird der endseitige Abschluss 7 der Spindel 2 zusammen mit der aufgeschraubten Spannmutter 4 in axialer Richtung vollständig von der Oberfläche der Trennscheibe überdeckt. Dies ermöglicht es, die gekröpfte Trennscheibe 1 mit der dem Boden 6 axial abgewandten Seite in unmittelbarer Nähe an eine ebene Fläche zu halten und parallel zu ihr auszurichten. Spindel 2 und Spannmutter 4 stehen somit axial nicht über die Oberfläche vor und werden vom gekröpften Haltebereich der Trennscheibe 1 vollständig aufgenommen. Die erfindungsgemäße Trennscheibe 1 weist eine im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Trennscheiben deutlich stärkere Kröpfung auf.
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2 zeigt ein Trennsystem gemäß der zweiten besonders bevorzugten Ausführungsform mit zwischengelegter Unterlegscheibe 10. Die Unterlegscheibe 10 ist zwischen dem Flansch 3 und dem Haltebereich der Trennscheibe 1a angeordnet. Wie in 1 ist auch hier die Spannmutter 4 vollständig auf das nicht gezeigte endseitige Gewinde der Spindel 2 aufgeschraubt, so dass deren endseitiger Abschluss 7 axial über die Spannmutter 4 hinaus vorsteht. Die Trennscheibe 1a weist eine im Vergleich mit der Kröpfung 5 der Trennscheibe 1 geringere Kröpfung 11 auf. Aufgrund der zwischengelegten Unterlegscheibe 10 wird auch hier der endseitige Abschluss 7 der Spindel 2 axial vollständig von der Kröpfung 11 abgedeckt, wie durch die Hilfslinie 8 deutlich erkennbar ist. Bei ausreichend axialer Stärke der Unterlegscheibe 10 kann die Köpfung 11 der Trennscheibe 1a sogar den Kröpfungen der aus dem Stand der Technik bekannten Trennscheiben entsprechen, so dass in dieser Ausführungsform des Trennsystems auch herkömmliche Trennscheiben verwendet werden können.
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In der 3 wird eine Spannmutter 15 mit einem axial vorstehenden Kragen 12 gezeigt. Der Kragenüberstand 13 greift beim Einspannen der Trennscheibe in deren zentrale Bohrung und zentriert die Trennscheibe auf der Spindel. Das Innengewinde 14 der Spannmutter 15 wird im Kragen 12 fortgeführt, so dass der Gewindegang der endseitigen Spindel über eine längere Strecke von dem Innengewinde 14 gefasst werden kann.
