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Die Erfindung betrifft einen Gerätekopf für ein Werkzeuggerät, insbesondere für eine Ringkreissäge oder einen Winkelschleifer, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Werkzeuggerät, insbesondere eine Ringkreissäge oder einen Winkelschleifer, mit einer Motoreinheit und einem Gerätekopf gemäß Anspruch 11 sowie eine Werkzeugscheibe, insbesondere ein Sägeblatt für eine Ringkreissäge oder Trennscheibe für Winkelschleifer, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.
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Werkzeuggeräte in der Form von exzentrisch angetriebenen Ringkreissägen sind bekannt. Derartige Ringkreissägen zeichnen sich dadurch aus, dass mit diesen wesentlich größere Schnitttiefen als mit zentrisch angetriebenen Kreissägen erzielt werden können. Der Antrieb der exzentrisch angetriebenen Kreissägeblätter erfolgt bekanntermaßen form- oder reibschlüssig, zum Beispiel über einen Zahnradantrieb (
DE 900 493 B ), Riemenantrieb (
DE 43 01 243 A1 ) oder über Reibräder (
EP 0 400 511 B1 ).
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Bekannte Ringkreissägen haben den Nachteil, dass sie teilweise kompliziert aufgebaut und verschleißanfällig sind. Weiterhin bereitet die genaue axiale und radiale Halterung des Sägeblatts häufig Schwierigkeiten. Die Sägeblätter können häufig nur auf umständliche Weise gewechselt werden. Ferner ist die Herstellung der Sägeblätter häufig kompliziert und teuer.
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Aus der
DE 900 493 B ist ein Gerätekopf für ein Werkzeuggerät in der Form einer Ringsäge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Dort erfolgt die axiale und radiale Führung der Werkzeugscheibe mittels mehreren Paaren von Führungsrollen, die in zwei Nuten eingreifen, die auf gegenüberliegenden Seiten der Werkzeugscheibe vorgesehen sind. Die radial nach innen drückenden Führungsrollen und radial nach außen drückenden Führungsrollen sind dort jeweils beidseits der Werkzeugscheibe angeordnet.
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In der
DE 10 2004 047 280 A1 ist ebenfalls ein Werkzeuggerät mit Führungsrollen beschrieben, die auf gegenüberliegenden Seiten der Werkzeugscheibe angeordnet sind. Zumindest ein Teil der Führungsrollen greift dort in eine Nut der Werkzeugscheibe ein, die zumindest einseitig in der Werkzeugscheibe vorgesehen ist.
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Führungsrollen für Ringkreissägen, die in eine in der Werkzeugscheibe vorgesehene Führungsnut eingreifen, sind ebenfalls aus der
DE 24 35 585 A1 bekannt.
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Weiterhin ist aus der
DE 2 161 489 A eine Ringkreissäge mit einer ebenen Werkzeugscheibe bekannt, die auf beiden Seiten ringförmig umlaufende Führungsnuten aufweist, die in radialer Richtung zueinander versetzt sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gerätekopf und ein Werkzeuggerät zu schaffen, der bzw. das eine einfache, genaue und verschleißarme Führung der Werkzeugscheibe sowie ein einfaches und schnelles Wechseln der Werkzeugscheibe und Führungsrollen ermöglicht. Darüber hinaus soll die Verwendung von Werkzeugscheiben, insbesondere von Sägeblättern oder Trennscheiben, ermöglicht und Werkzeugscheiben geschaffen werden, die auf einfache und kostengünstige Weise herstellbar sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gerätekopf mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Werkzeuggerät mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und eine Werkzeugscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind aus den weiteren Ansprüchen ersichtlich.
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Bei dem erfindungsgemäßen Gerätekopf sind die Führungsrollen, welche die Werkzeugscheibe auf der zweiten Seite führen, drehbar an einem Führungsrollenhalter gelagert, der lösbar an der Gerätekopfkonsole befestigt ist. Weiterhin sind die Führungsrollen um Drehachsen drehbar, die parallel zur Scheibendrehachse verlaufen. Sämtliche Führungsrollen, die auf einer Seite der Werkzeugscheibe angeordnet sind, bringen auf die Werkzeugscheibe in radialer Richtung ausschließlich nach innen gerichtete Radialkräfte auf, während sämtliche Führungsrollen, die auf der gegenüberliegenden Seite der Werkzeugscheibe angeordnet sind, auf die Werkzeugscheibe in radialer Richtung ausschließlich nach außen gerichtete Radialkräfte aufbringen. Die Führungsrollen der ersten Seite sind zu den Führungsrollen der zweiten Seite zur radialen Führung der Werkzeugscheibe derart radial und axial versetzt angeordnet, dass die Führungsrollen der ersten Seite eine zylinder- oder kegelförmige Außenumfangsfläche eines radial inneren Werkzeugscheibenabschnitts übergreifen und die Führungsrollen der zweiten Seite eine zylinder- oder kegelförmige Innenumfangsfläche eines radial äußeren Werkzeugscheibenabschnitts untergreifen, wobei der radial innere Werkzeugscheibenabschnitt gegenüber dem radial äußeren Werkzeugscheibenabschnitt axial versetzt angeordnet ist.
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Der erfindungsgemäße Gerätekopf gewährleistet eine genaue und verschleißarme Führung der Werkzeugscheibe. Die Führungsrollen können kompakt und platzsparend angeordnet werden, so dass sie einerseits auch Werkzeugscheiben mit relativ kleinem Durchmesser führen können und andererseits große Schnitttiefen ermöglichen.
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Von besonderem Vorteil ist weiterhin, dass Werkzeugscheiben, beispielsweise Kreissägeblätter, verwendet werden können, die auf einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden können. Insbesondere kann ein radial innerer oder äußerer Werkzeugscheibenabschnitt durch einen kostengünstigen Tiefzieh- oder Durchsetzprozess relativ zum anderen Werkzeugscheibenabschnitt axial versetzt werden. Hierbei können durch einen einzigen Eindrückvorgang gleichzeitig zylinder- oder kegelförmige Innen- und Außenumfangsflächen an der Werkzeugscheibe hergestellt werden, an denen die beiderseits der Werkzeugscheibe angeordneten Führungsrollen anliegen. Der lösbar an der Gerätekopfkonsole befestigte Führungsrollenhalter ermöglicht es weiterhin, dass sämtliche auf der Außenseite der Werkzeugscheibe angeordneten Führungsrollen auf einfache und schnelle Weise gemeinsam vom Gerätekopf entfernt werden können, wodurch das Auswechseln der Führungsrollen bei Verschleiß sowie ein Auswechseln der Werkzeugscheibe auf sehr einfache und schnelle Weise ermöglicht wird.
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Vorteilhafterweise besteht der Führungsrollenhalter aus einer die Werkzeugscheibe teilweise abdeckenden Schutzhaube. Bei dieser Ausführungsform ist somit die Lagerung der seitlich äußeren zweiten Führungsrollen in die Schutzhaube integriert. Durch Abnahme der Schutzhaube werden dabei auch gleichzeitig sämtliche äußeren Führungsrollen vom Gerätekopf entfernt, wodurch die Werkzeugscheibe auf besonders einfache und schnelle Weise freigelegt wird. Alternativ ist es jedoch auch möglich, den Führungsrollenhalter und die Schutzhaube getrennt voneinander auszubilden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Führungsrollen zur axialen Führung der Werkzeugscheibe dienende Stirnflächen auf, die eben, konkav gewölbt oder konvex gewölbt sind. Die Führungsrollen dienen somit gleichzeitig zur radialen und axialen Führung der Werkzeugscheibe, wodurch eine konstruktiv einfache und platzsparende Anordnung geschaffen werden kann. Eine etwas konvexe oder konkave Ausbildung der Stirnflächen der Führungsrollen kann zweckmäßig sein, um die Reibung zwischen den Führungsrollen und den Seiten der Werkzeugscheibe zu reduzieren.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfassen die Führungsrollen der ersten und zweiten Seite jeweils zwei bis vier, insbesondere drei Führungsrollen, deren Achsen in einem Kreisabschnitt von bis zu 180°, insbesondere bis zu 140°, angeordnet sind. Hierdurch wird einerseits eine einwandfreie Führung und andererseits eine große Eindringtiefe der Werkzeugscheibe ermöglicht.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schutzhaube mittels eines Schnellspannverschlusses an der Gerätekopfkonsole befestigt ist, in der die Führungsrollen der ersten Seite drehbar gelagert sind. Vorzugsweise besteht dabei der Schnellspannverschluss aus mindestens einem an der Schutzhaube geführten und gegen Federkraft verschiebbaren Verriegelungselement und mindestens einem an der Gerätekopfkonsole befestigten Haltebolzen, mit dem das Verriegelungselement in und außer Verriegelungseingriff bringbar ist. Auf diese Weise kann die Schutzhaube und damit die an dieser befestigten Führungsrollen werkzeuglos und schnell vom übrigen Werkzeuggerät getrennt werden, so dass die Werkzeugscheibe frei zugänglich ist und einfach ausgetauscht werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist an der Außenseite des Antriebszahnrads ein vorzugsweise radial über die Kontur des Antriebszahnrads vorstehendes Rückhaltemittel zur axialen Vorfixierung der Werkzeugscheibe bei abgenommener Schutzhaube vorgesehen. Hierdurch kann das Einsetzen einer neuen Werkzeugscheibe erheblich vereinfacht werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Führungsrollen in Lagern axial und radial gelagert und durch auf die axiale Lagerposition einwirkende Exzenterelemente oder durch Federkraft in axialer Richtung verstellbar. Hierdurch kann auf einfache Weise das Axialspiel zwischen Werkzeugscheibe und Führungsrollen entweder manuell oder automatisch eingestellt werden.
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Durch die Erfindung wird weiterhin ein Werkzeuggerät, insbesondere eine Ringkreissäge oder ein Winkelschleifer, mit einer Motoreinheit und einem Gerätekopf geschaffen, der gemäß den vorstehenden Ausführungen ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Gerätekopf an der Motoreinheit lösbar befestigt ist. Hierdurch lässt sich der Gerätekopf oder die Motoreinheit austauschen, wenn ein Defekt aufgetreten ist, ohne dass das gesamte Werkzeuggerät ersetzt werden müsste.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Gerätekopf relativ zur Motoreinheit schwenkbar und in unterschiedlichen Winkelpositionen an der Motoreinheit befestigbar. Hierdurch ist es insbesondere auch möglich, den Gerätekopf derart relativ zur Motoreinheit zu verschwenken, dass von Gegenlaufschneiden, bei dem der Staub insbesondere nach vorne oben in die Schutzvorrichtung befördert wird, d. h. in Richtung der Vorschubrichtung, auf Gleichlaufschneiden umgestellt werden kann, bei dem der Staub nach rückwärts befördert wird. Hierdurch ist es möglich, an der Schutzhaube eine effektiv arbeitende Absaugvorrichtung anzubringen, so dass der austretende Staub auf kürzestem Weg vom Untergrund abgesaugt werden kann.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Werkzeugscheibe, insbesondere ein Sägeblatt für eine Ringkreissäge oder eine Trennscheibe für einen Winkelschleifer, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der radial innere Werkzeugscheibenabschnitt gegenüber dem radial äußeren Werkzeugscheibenabschnitt axial versetzt angeordnet ist, derart, dass der radial innere Werkzeugscheibenabschnitt eine zylinder- oder kegelförmige Außenumfangsfläche und der radial äußere Werkzeugscheibenabschnitt eine zylinder- oder kegelförmige Innenumfangsfläche aufweisen. Wie bereits vorstehend ausgeführt, kann eine derartige Werkzeugscheibe auf sehr einfache Weise, insbesondere durch Tiefziehen oder Durchsetzen, derart hergestellt werden, dass mit einem einzigen Arbeitsschritt beide zylinderförmigen Umfangsflächen, an denen die Führungsrollen radial zur Anlage gebracht werden können, und auch die Seitenflächen zur axialen Führung der Werkzeugscheibe hergestellt werden können.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform beträgt der axiale Versatz zwischen radial innerem und radial äußerem Werkzeugscheibenabschnitt zwischen 50% und 200% der Dicke der Werkzeugscheibenabschnitte. Hierdurch wird einerseits eine gute radiale Führung der Werkzeugscheibe und andererseits eine einfache Herstellung der Werkzeugscheibe ermöglicht.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1: eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Werkzeuggeräts schräg von links,
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2: den vorderen Bereich des Werkzeuggeräts von 1 schräg von rechts,
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3: den Gerätekopf des Werkzeuggeräts mit Trennscheibe schräg von links,
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4: Einzelteile des Antriebs mit Antriebszahnrad,
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5: eine Seitenansicht des vorderen Bereichs des Werkzeuggeräts von 1 mit montierter Schutzhaube,
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6: eine Darstellung gemäß 5 ohne Schutzhaube,
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7: eine perspektivische Darstellung des vorderen Teils des Gerätekopfs mit abgehobener Schutzhaube und ohne Trennscheibe,
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8: eine Schnittdarstellung durch den Gerätekopf mit Trennscheibe, Führungsrollen und Antriebszahnrad, jedoch ohne Schutzhaube,
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9: eine im Lager gelagerte Führungsrolle mit Exzenterelement zur Axialverstellung der Führungsrolle,
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10: eine Schnittdarstellung durch die obere Hälfte des Gerätekopfs im Bereich der Führungsrollen,
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11: eine perspektivische Darstellung einer Schutzhaube in Alleinstellung,
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12: eine perspektivische Darstellung eines Schnellspannverschlusses zum Befestigen der Schutzhaube am Gehäuse des Gerätekopfs,
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13: einen Vertikalschnitt durch den Gerätekopf und die Trennscheibe im Bereich des Antriebszahnrads,
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14: eine Seitenansicht des Werkzeuggeräts in einer ersten Schwenkstellung des Gerätekopfs bzw. der Motoreinheit,
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15: das Werkzeuggerät von 14 in einer zweiten Schwenkstellung des Gerätekopfs bzw. der Motoreinheit,
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16: Querschnitte durch eine Hälfte verschiedener Werkzeugscheiben mit schematisch eingezeichneten Führungsrollen gemäß der Erfindung,
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17: Seitenansichten bzw. einen Längsschnitt verschiedener Führungsrollen gemäß der Erfindung.
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In 1 ist ein Werkzeuggerät 1 in der Form einer Ringkreissäge dargestellt. Das Werkzeuggerät 1 umfasst eine Motoreinheit 2 mit einem Elektromotor und einem Winkelgetriebe sowie einen Gerätekopf 3, der mittels einer in 3 dargestellten Klemmschelle 4 an der Motoreinheit 2 befestigt werden kann. Bei dem in den Zeichnungen dargestellten Gerätekopf 3 handelt es sich somit um ein lösbar mit der Motoreinheit 2 verbindbares, auswechselbares Modul.
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Am vorderen Ende der Motoreinheit 2 ist ein Winkelgetriebe wie bei einem Winkelschleifer vorgesehen, über das eine quer zur Längsachse der Motoreinheit 2 verlaufende, nicht dargestellte Antriebswelle angetrieben wird.
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Der Gerätekopf 3 weist eine Gerätekopfkonsole 5 auf, an der eine Kraftübertragungseinrichtung angeordnet ist, um die Drehbewegung der Motoreinheit-Antriebswelle auf eine Werkzeugscheibe 6 zu übertragen, die im vorliegenden Fall als Trennscheibe oder Kreissägeblatt ausgebildet ist. Die dargestellte Trennscheibe dient zum Schneiden von Ziegeln, Beton und ähnlichen Materialien. Je nach Bedarf und Einsatzzweck können jedoch unterschiedlichste Werkzeugscheiben eingesetzt werden, beispielsweise Kreissägeblätter zur Holzbearbeitung, Schrupp- und Schleifscheiben etc.
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Die Werkzeugscheibe 6 ist kreisringförmig ausgebildet. Der Außenumfang der Werkzeugscheibe 6 ist in 6 mit 46 und der Innenumfang mit 47 bezeichnet. Die Werkzeugscheibe 6 weist einen radial äußeren, ebenen Werkzeugscheibenabschnitt 7 und einen daran angrenzenden ebenen, radial inneren Werkzeugscheibenabschnitt 8 auf. Am Außenumfang des äußeren Werkzeugscheibenabschnitts 7 sind Schneidelemente 9 angeordnet. Die Innenumfangsfläche des inneren Werkzeugscheibenabschnitts 8 wird durch eine Innenverzahnung 10 gebildet (4). Es handelt sich um eine innere Stirnverzahnung, wobei sich die Zähne in Richtung des Mittelpunkts der Werkzeugscheibe 6 erstrecken. Die Zähne können dadurch auf sehr einfache Weise hergestellt werden, beispielsweise indem der radial innere Werkzeugscheibenabschnitt 8 entsprechend ausgestanzt wird.
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Wie insbesondere aus den 10, 13 und 16 ersichtlich, verlaufen der innere und äußere Werkzeugscheibenabschnitt 8, 7 zueinander gekröpft, d. h. der radial innere Werkzeugscheibenabschnitt 8 ist gegenüber dem radial äußeren Werkzeugscheibenabschnitt 7 etwas axial versetzt, wobei ihre Hauptebenen parallel zueinander angeordnet sind. Aufgrund des Versatzes weist der radial innere Werkzeugscheibenabschnitt 8 eine zylinderförmige Außenumfangsfläche 11 und der radial äußere Werkzeugscheibenabschnitt 7 eine zylinderförmige Innenumfangsfläche 12 auf. Außenumfangsfläche 11 und Innenumfangsfläche 12 sind bei dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 15 konzentrisch zueinander angeordnet und damit zylinderförmig ausgebildet. Andere, insbesondere kegelförmige Ausbildungen sind jedoch möglich, wie später anhand der 16c und 16e noch beschrieben wird.
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Zweckmäßigerweise wird die Außen- und Innenumfangsfläche 11, 12 durch einen Tiefzieh- oder Durchsetzprozess hergestellt. Der Radius der Außenumfangsfläche 11 unterscheidet sich dabei von demjenigen der Innenumfangsfläche 12 um einen Betrag, der etwa der Dicke der Werkzeugscheibenabschnitte 7, 8 entspricht. Andere Radiusverhältnisse zwischen Außenumfangsfläche 11 und Innenumfangsfläche 12 sind ohne weiteres möglich. Alternativ hierzu ist es ohne weiteres möglich, den inneren Werkzeugscheibenabschnitt 8 vom äußeren Werkzeugscheibenabschnitt 7 getrennt herzustellen und anschließend die Werkzeugscheibenabschnitte 7, 8 im aufeinander gelegten Zustand miteinander zu verbinden. Der Zentralbereich der Werkzeugscheibe 6 innerhalb der Innenverzahnung 10 ist durchgängig materialfrei, so dass eine zentrale Aussparung 13 (4) vorhanden ist.
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Um die Werkzeugscheibe 6 um eine in den 5 und 6 eingezeichnete Scheibendrehachse 14 zu drehen, weist der Gerätekopf 3 einen Antriebsmechanismus auf, der in 4 näher dargestellt ist. Dieser Antriebsmechanismus weist ein Riemenrad 15, einen Antriebsriemen 16, ein kleineres Riemenrad 17 (wird in 4 vom Antriebsriemen 16 verdeckt), eine Antriebswelle 18 und ein Antriebszahnrad 19 auf.
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Das Riemenrad 15 ist in der Gerätekopfkonsole 5 um eine Achse drehbar, die parallel zur Scheibendrehachse 15 verläuft, und lösbar mit der Motoreinheit-Antriebswelle verbindbar, die das abtriebseitige Ende eines in der Motoreinheit 2 angeordneten und mittels des Elektromotors angetriebenen Winkelgetriebes bildet. Anstelle eines Elektromotors können auch andere Motore verwendet werden, z. B. Verbrennungs- oder Hydraulikmotore. Das kleinere Riemenrad 17 und das Antriebszahnrad 19 sind mit der Antriebswelle 18 drehfest verbunden. Die Antriebswelle 18 ist in der Gerätekopfkonsole 5 mittels Lagern 20, 21 drehbar um eine Achse gelagert, die parallel zur Scheibendrehachse 14 verläuft. Das Antriebszahnrad 19 ist seitlich außerhalb der Gerätekopfkonsole 5 angeordnet und derart positioniert, dass es mit der Innenverzahnung 10 der Werkzeugscheibe 6 in Eingriff gelangt. Wie insbesondere aus 6 ersichtlich, ist der Außendurchmesser des Antriebszahnrads 19 wesentlich kleiner als der Durchmesser der zentralen Aussparung 13 der Werkzeugscheibe 6, wobei sich das gesamte Antriebszahnrad 19 mit Abstand oberhalb der Scheibendrehachse 14 befindet.
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Aus den 4 und 13 ist weiterhin eine Rückhaltescheibe 22 ersichtlich, die außerhalb des Antriebszahnrads 19 auf einen Endbereich der Antriebswelle 18 aufgesetzt ist und mittels einer Druckfeder 23 (13) in der Form von Tellerfedern federnd in Anlage am Antriebszahnrad 19 gehalten wird. Die Druckfeder 23 ist mit ihrem äußeren Ende an einer Abstützscheibe 24 abgestützt, die am äußersten Ende der Antriebswelle 18 axial festgelegt ist. Die Rückhaltescheibe 22 steht radial über die Kontur des Antriebszahnrads 19 vor und dient beim Einsetzen einer neuen Werkzeugscheibe 6 zur axialen Vorfixierung dieser Werkzeugscheibe 6.
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Um die Werkzeugscheibe 6 in axialer und radialer Richtung zu führen, weist der Gerätekopf 3 zwei Führungsrollenanordnungen auf, die auf gegenüberliegenden Seiten der Werkzeugscheibe 6 angeordnet sind. Die erste Führungsrollenanordnung weist, wie insbesondere aus 4 ersichtlich, drei Führungsrollen 25, 26, 27 auf, die mittels Lager 28 drehbar in der Gerätekopfkonsole 5 gelagert sind. Die Führungsrollen 25, 26, 27 sind um Achsen 25a, 26a, 27a drehbar, die parallel zur Scheibendrehachse 14 verlaufen, und mittels Lagerschäften 25c, 26c, 27c geringeren Durchmessers in den Lagern 28 gelagert. Die zylinderförmigen Köpfe 25b, 26b, 27b der Führungsrollen 25, 26, 27 ragen seitlich über das Gerätekopfgehäuse 5 vor, wie aus 7 ersichtlich. Weiterhin weisen die Führungsrollen 25, 26, 27 jeweils ebene Stirnflächen 48 auf, die in einer gemeinsamen ersten Ebene liegen.
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Wie aus den 4 und 7 ersichtlich, befinden sich die Führungsrollen 25, 26, 27 ausschließlich in der oberen Hälfte der Werkzeugscheibe 6, wobei die Achsen 25a, 26a, 27a in einem Kreisabschnitt von etwa 140°, bezogen auf den Umfang der Werkzeugscheibe 6, angeordnet sind. Die beiden unteren Führungsrollen 25, 27 stehen dabei nach unten nicht oder nur geringfügig über das Antriebszahnrad 19 vor.
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Die Achsen 25a, 26a, 27a liegen auf einem Kreis um die Scheibendrehachse 14 mit einem Radius, der zumindest annähernd um den Radius der Führungsrollenköpfe 25b, 26b, 27b größer ist als der Radius der zylinderförmigen Außenumfangsfläche 11 des radial inneren Werkzeugscheibenabschnitts 8. Im eingesetzten Zustand der Werkzeugscheibe 6 übergreifen daher die Führungsrollenköpfe 25b, 26b, 27b von außen die zylinderförmige Außenumfangsfläche 11, wodurch die Werkzeugscheibe 6 radial nach außen geführt ist. Weiterhin liegen in diesem Zustand die Stirnflächen der Führungsrollen 25, 26, 27 an der Seitenwand des radial äußeren Werkzeugscheibenabschnitts 7 an, wodurch die Werkzeugscheibe 6 in axialer Richtung nach innen, d. h. in Richtung der Gerätekopfkonsole 5, abgestützt und geführt wird. Dies ist auch deutlich in der Schnittdarstellung von 10 erkennbar.
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Die zweite Führungsrollenanordnung ist an einem stabilen, auf einfache Weise von der Gerätekopfkonsole 5 abnehmbaren Führungsrollenhalter 49 angeordnet, der durch eine Schutzhaube 29 gebildet wird und somit in diese Schutzhaube 29 integriert ist. Wie insbesondere aus 7 ersichtlich, weist die zweite Führungsrollenanordnung drei Führungsrollen 30, 31, 32 auf, die um Achsen 30a, 31a, 32a drehbar in einer Seitenwand 41 der Schutzhaube 29 gelagert sind. In 18 sind die entsprechenden Lager mit 33 bezeichnet. Die Führungsrollen 30, 31, 32 können gleich wie die Führungsrollen 25, 26, 27 ausgebildet sein und weisen ebenfalls einen zylinderförmigen Kopf 30b, 31b, 32b (9) sowie einen im Durchmesser verringerten Lagerschaft 30c, 31c, 32c auf. Im montierten Zustand der Schutzhaube 29 sind die Führungsrollen 30, 31, 32 wiederum ausschließlich in der oberen Hälfte der Werkzeugscheibe 6 angeordnet, wobei sich die Achsen 30a, 31a, 32a in einem Kreisabschnitt von etwa 140°, bezogen auf den Umfang der Werkzeugscheibe 6, befinden.
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Es ist zweckmäßig, wenn auch nicht unbedingt erforderlich, dass sich die Führungsrollen 30, 31, 32 an der gleichen oder einer ähnlichen Winkelposition, bezogen auf den Werkzeugscheibenumfang, wie die Führungsrollen 25, 26, 27 befinden.
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Die Achsen 30a, 31a, 32a liegen auf einem Kreis um die Scheibendrehachse 14, dessen Radius zumindest annähernd um den Radius der Köpfe 30b, 31b, 32b geringer ist als der Radius der zylinderförmigen Innenumfangsfläche 12 der Werkzeugscheibe 6. Die Führungsrollenköpfe 30b, 31b, 32b untergreifen daher mit ihrer Umfangsfläche die zylinderförmige Innenumfangsfläche 12 der Werkzeugscheibe 6 und führen die Werkzeugscheibe 6 radial nach innen, wie aus 10 erkennbar. Weiterhin sind die in einer gemeinsamen Ebene liegenden Stirnflächen der Führungsrollen 30, 31, 32 mit nur geringem Abstand zur Seitenwand des radial inneren Werkzeugscheibenabschnitts 8 angeordnet, wodurch die Werkzeugscheibe 6 auch axial nach außen, d. h. weg von der Gerätekopfkonsole 5, geführt ist.
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Um das axiale Spiel zwischen Werkzeugscheibe 6 und Führungsrollen 25, 26, 27 bzw. 30, 31, 32 einzustellen, bestehen die Lager 33 der zweiten Führungsrollenanordnung aus zwei voneinander axial beabstandeten Lagerelementen 33a, 33b, wie aus den 8 bis 10 ersichtlich. Zwischen den Lagerelementen 33a, 33b greift ein Exzenterkopf 34 von Exzenterelementen 35 ein, die senkrecht zu den Lagerschäften 30c, 31c, 32c angeordnet und in eine entsprechende Gewindebohrung der Schutzhaube 29 einschraubbar sind. Die Einschraublage kann mittels Kontermuttern 36, die aus den 7 und 9 ersichtlich sind, gesichert werden. Der Exzenterkopf 34 liegt am inneren Lagerelement 33a an, so dass durch Drehen des Exzenterelements 35 das innere Lagerelement 33a und damit die zugeordnete Führungsrolle 30, 31, 32 mehr oder weniger weit axial in Richtung der Werkzeugscheibe 6 verschoben werden kann.
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Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass die Führungsrollen 30, 31, 32 permanent mittels einer Feder axial in Richtung der Werkzeugscheibe 6 vorgespannt sind. Unter Umständen kann es auch sinnvoll sein, die Führungsrollen der ersten und/oder zweiten Führungsrollenanordnung auch in radialer Richtung verstellbar auszuführen, um ein eventuelles herstell- oder verschleißbedingtes Spiel der Werkzeugscheibe 6 auszugleichen.
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Wie beispielsweise aus den 5 und 7 ersichtlich, hat die Schutzhaube 29 in der Seitenansicht die Form eines Kreissegments, wobei ihr unterer Rand 37 (5) noch oberhalb der Scheibendrehachse 14 angeordnet ist. Die untere Begrenzungswand der Gerätekopfkonsole 5 verläuft etwa auf gleicher Höhe wie der untere Rand 37 der Schutzhaube 29. Auf diese Weise kann eine sehr große Schnitttiefe erreicht werden, die größer als der Radius der Werkzeugscheibe 6 sein kann.
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Im montierten Zustand liegt die Schutzhaube 29 mit der Stirnseite 38 einer Umfangswand 50 (7) an der Seitenfläche des Gerätekopfgehäuses 5 an. Um die Schutzhaube 29 zusätzlich an der Gerätekopfkonsole 5 zu fixieren, steht von der Seitenwand der Gerätekopfkonsole 5 ein Haltebolzen 39 (12) parallel zur Scheibendrehachse 14 vor, der in eine Zentrierbohrung 40 (7) einführbar ist, die sich in der Seitenwand 41 der Schutzhaube 29 befindet. Der Haltebolzen 39 durchdringt die zentrale Aussparung 30 der Werkzeugscheibe 6.
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In seinem äußeren Endbereich weist der Haltebolzen 39 eine Umfangsnut auf, die mit einem inneren Schenkel 42a eines verschiebbar an der Schutzhaube 29 geführten Verriegelungselements 42 zusammenwirkt. Wie aus 12 ersichtlich, ist das Verriegelungselement 42 U-förmig gebogen und weist neben dem inneren Schenkel 42a einen äußeren Schenkel 42b auf. Im inneren Schenkel 42a ist eine Langlochaussparung 43 vorgesehen, die in ihrer einen Hälfte einen größeren Durchmesser als in ihrer anderen Hälfte hat. Der Kopf des Haltebolzens 39 kann durch den Bereich der Langlochaussparung 43 mit dem größeren Durchmesser hindurchgeführt werden. Befindet sich das Verriegelungselement 42 in seiner radial äußeren Stellung, gelangt der Kopf des Haltebolzens 39 in den Bereich der Langlochaussparung 43 mit dem geringeren Durchmesser, so dass der innere Schenkel 42a in die Umfangsnut des Haltebolzens 39 eingreift und dadurch das Verriegelungselement 42 axial festlegt.
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Wie aus 12 weiterhin ersichtlich, wird das Verriegelungselement 42 durch eine Druckfeder 44 radial nach außen in die Verriegelungsstellung vorgespannt. Diese Druckfeder 44 ist zwischen den beiden Schenkeln 42a, 42b des Verriegelungselements 42 angeordnet und stutzt sich mit ihrem einen Ende am Verriegelungselement 42 und mit ihrem anderen Ende an einem Umfangswandabschnitt der Schutzhaube 29 ab, wie aus 2 gefolgert werden kann.
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Um die Schutzhaube 29 zusammen mit der zweiten Führungsrollenanordnung komplett von der Gerätekopfkonsole 5 zu lösen, ist es lediglich erforderlich, das Verriegelungselement 42 manuell gegen die Kraft der Druckfeder 44 radial nach innen zu schieben, bis der Kopf des Haltebolzens 39 (12) in den Bereich der Langlochaussparung 43 mit dem größeren Durchmesser gelangt, worauf die Schutzhaube 29 zusammen mit dem Verriegelungselement 42 vom Haltebolzen 39 abgezogen und vom Gerätekopfgehäuse 5 entfernt werden kann. Das Verriegelungselement 42 und der Haltebolzen 39 sind somit Teile eines Schnellspannverschlusses zum schnellen und werkzeuglosen Montieren und Demontieren der Schutzhaube 29 an der Gerätekopfkonsole 5.
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Alternativ können auch andere Halte- und Verriegelungseinrichtungen vorgesehen sein, um eine werkzeuglose Demontage und Montage der Schutzhaube 29 bzw. des Führungsrollenhalters 49 zu ermöglichen.
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Die Befestigung des Gerätekopfs 3 an der Motoreinheit 2 kann ohne weiteres derart ausgeführt sein, dass bei entsprechender Gestaltung der Schutzhaube 29 der Gerätekopf 3 relativ zur Motoreinheit 2 schwenkbar und in unterschiedlichen Winkelpositionen an der Motoreinheit 2 befestigbar ist, wie aus den 14 und 15 hervorgeht. In 14 befindet sich der Gerätekopf 3 relativ zur Motoreinheit 2 in einer Position, in der ein sogenanntes Gegenlaufschneiden möglich ist, d. h. die Vorschub- und Staubrichtung sind zueinander in etwa gleich. An der Oberseite der Schutzhaube 29 kann eine Öffnung für eine Staubabsaugung vorgesehen sein. In dieser Position ist der Gerätekopf 3 mehr oder weniger eine geradlinige Verlängerung der Motoreinheit 2. In der in 15 gezeigten Schwenkstellung ist der Gerätekopf 3 dagegen in einer Position an der Motoreinheit 2 montiert, in der die Motoreinheit 2 relativ zum Gerätekopf 3 zurückgeschwenkt ist, so dass die Motoreinheit 2 neben dem Gerätekopf 3 verläuft. Diese Position ermöglicht ein Gleichlaufschneiden, wobei die Staubförderrichtung überwiegend entgegengesetzt zur Vorschubrichtung ist.
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Wie weiterhin beispielsweise aus den 1 bis 3 ersichtlich, befindet sich innerhalb der zentralen Aussparung 13 der Werkzeugscheibe 6 ein sogenanntes ”Schwert” 45, das an der Gerätekopfkonsole 5 befestigt ist und von deren innerer Seitenwand nach unten vorsteht. Dieses Schwert 45 hat im vorliegenden Ausführungsbeispiel in der Seitenansicht (6) die Form einer halbmondförmigen Scheibe, weist einen definierten axialen Unterstand zu den Werkzeugscheibenabschnitten 7, 8 auf und dient zur Führung der Werkzeugscheibe 6 im zu bearbeitenden Untergrund.
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Im Rahmen der Erfindung sind eine Vielzahl von Variationen möglich. Beispielsweise ist es möglich, die Drehmomentübertragung vom Motor auf die Werkzeugscheibe 6 nicht mittels eines Antriebsriemens 16, insbesondere Zahnriemens, sondern mittels eines Zahnradgetriebes zu übertragen. Weiterhin kann es auch zweckmäßig sein, die Kraftübertragungseinrichtung mit einer Überlastsicherung, beispielsweise einer Rutschkupplung, zu versehen, um Schäden an der Werkzeugscheibe 6 oder am Werkzeuggerät 1 bei plötzlichem Blockieren der Werkzeugscheibe 6 im Untergrund zu vermeiden. Die Werkzeugscheibe 6 kann alternativ auch durch spanende Herstellverfahren hergestellt werden. Eventuelle Schneid- und Schleifsegmente am Außendurchmesser der Werkzeugscheibe 6 können in üblicher Weise angeschweißt, angelötet oder direkt aus dem Werkzeugscheibenmaterial herausgearbeitet werden. Weiterhin kann der erfindungsgemäße Gerätekopf 3 entweder als separater Modulvorsatz ausgebildet werden, derart, dass er an die Motoreinheit 2 eines konventionellen Winkelschleifers angebaut werden kann, oder als integraler Bestandteil eines Winkelschleifers. Die Variante ”Modulvorsatz” bietet den Vorteil, dass bei defekter Motoreinheit bzw. defektem Gerätekopf 3 deren Austauschbarkeit jederzeit gegeben ist und die Möglichkeit der Nachrüstbarkeit besteht. Integrierte Systeme können dagegen kompakter ausgeführt und mit höheren Leistungen betrieben werden. Gleichzeitig kann die Auslegung der Antriebsdrehzahl optimiert definiert werden. Neben dem Antrieb für reine Trennscheiben ist auch der Einsatz des Werkzeuggeräts 1 bzw. des Gerätekopfs 3 zum direkten Antrieb von Werkzeugen wie z. B. Schruppscheiben, Schleifscheiben und Kreissägeblättern geeignet. Weiterhin können damit auch Werkzeugscheiben angetrieben werden, die nicht selbst irgendwelche Schneidkörper aufweisen, sondern separate Schneidkörper bzw. Schneideinrichtungen antreiben, wie dies beispielsweise bei Seilsägen oder Kettensägen der Fall ist.
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Wie weiterhin aus den 16 und 17 ersichtlich, können die Werkzeugscheiben 6 und die Führungsrollen 26, 27, 28; 30, 31, 32 der ersten und zweiten Führungsrollenanordnung in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. In 16 sind dabei lediglich die innere Führungsrolle 26 und die äußere Führungsrolle 31 stellvertretend für sämtliche anderen Führungsrollen schematisch eingezeichnet, um die Führung der Werkzeugscheibe 6 an den Führungsrollen zu verdeutlichen. In 17 werden ebenfalls die Bezugszeichen 26, 31 stellvertretend für sämtliche Führungsrollen verwendet.
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In 16a ist eine Werkzeugscheibe 6 gezeigt, die identisch zu derjenigen Werkzeugscheibe 6 ist, die in den 1 bis 15 gezeigt ist. Der radial äußere Werkzeugscheibenabschnitt 7 ist um die Wandstärke der Werkzeugscheibe 6 gegenüber dem radial inneren Werkzeugscheibenabschnitt 8 in Axialrichtung versetzt. Die Außenumfangsfläche 11 und die Innenumfangsfläche 12 ist jeweils zylinderförmig. Bei einer derartigen Werkzeugscheibe 6 kommen Führungsrollen 26, 31 zum Einsatz, die zumindest in demjenigen Bereich ihrer Umfangsfläche, der mit der Innen- oder Außenumfangsfläche 12, 11 der Werkzeugscheibe 6 in Kontakt ist, ebenfalls zylinderförmig ausgebildet sind, wie anhand der 17a, 17b und 17c dargestellt.
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16b zeigt eine Ausführungsvariante der Werkzeugscheibe 6, bei welcher der radial äußere Werkzeugscheibenabschnitt 7 um weniger als die Wandstärke gegenüber dem radial inneren Werkzeugscheibenabschnitt 8 axial und radial versetzt ist. Im Übrigen sind auch dort die Außenumfangsfläche 11 und die Innenumfangsfläche 12 zylinderförmig ausgebildet, so dass dort ebenfalls die in den 17a, 17b und 17c gezeigten Führungsrollen 26, 31 zum Einsatz kommen können.
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16c zeigt eine Ausführungsvariante der Werkzeugscheibe 6, bei welcher die Außenumfangsfläche 11 und Innenumfangsfläche 12 kegelförmig ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform kommen zweckmäßigerweise die in 17d gezeigten Führungsrollen zum Einsatz, die einen entsprechend angepassten kegeligen Endbereich 51 aufweisen. Hierbei verjüngt sich der Durchmesser der Führungsrollen zur Stirnfläche 48 hin.
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16e zeigt eine Ausführungsform einer Werkzeugscheibe 6, bei der die Außenumfangsfläche 11 und Innenumfangsfläche 12 ebenfalls kegelförmig ausgebildet sind, wobei die Neigung der Kegelfläche jedoch entgegengesetzt zu derjenigen der Werkzeugscheibe 6 von 16c ist. Demgemäß werden bei der Werkzeugscheibe 6 gemäß 16e Führungsrollen eingesetzt, wie sie in 17e gezeigt sind. Der Endbereich 51 dieser Führungsrollen ist demgemäß ebenfalls kegelförmig ausgebildet, wobei der Durchmesser zur benachbarten freien Stirnfläche 48 hin zunimmt.
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Wie aus 16d ersichtlich, können die Werkzeugscheiben 6 in demjenigen Seitenbereich, der mit den Stirnflächen 48 der Führungsrollen in Eingriff gelangt, auch mit reibungsvermindernden Materialien 52 beschichtet sein. Alternativ oder zusätzlich können auch die Stirnflächen 48 der Führungsrollen derartige reibungsvermindernde Materialien 52 aufweisen.
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16f zeigt eine Ausführungsform einer Werkzeugscheibe 6, bei welcher der axiale Versatz zwischen radial äußerem Werkzeugscheibenabschnitt 7 und radial innerem Werkzeugscheibenabschnitt 8 größer als die Wandstärke der Werkzeugscheibe 6 ist, so dass sich die seitlich inneren Führungsrollen 26 und seitlich äußeren Führungsrollen 31 sowie die Außenumfangsfläche 11 und Innenumfangsfläche 12 teilweise in axialer Richtung überlappen.
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Bei sämtlichen Ausführungsformen von Werkzeugscheiben 6 ist es auch möglich, dass die Führungsrollen zur Reibungsverminderung konvex geformte Stirnflächen 48 aufweisen, wie in 17c gezeigt, oder konkav gewölbte Stirnflächen 48, wie in 17b gezeigt. Weiterhin ist es auch möglich, dass bei Werkzeugscheiben 6, die kegelige Außen- und Innenumfangsflächen gemäß 16e aufweisen, auch die axiale Führung der Werkzeugscheibe 6 allein durch die Außen- und Innenumfangsflächen 11, 12 erfolgt, so dass zur axialen Festlegung die Stirnflächen 48 der Führungsrollen nicht benötigt werden.
