DE2154428A1 - Drahtsaege mit gefuehrten diamantschneidkoerpern zum zerteilen von gesteinsbloecke - Google Patents

Description

• Drahtsäge mit gefahren Diamantschneidkdrpern zum Zerteilen von Gesteinsbldcken Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und die zu seiner Ausübung erforderlichen Vorrichtungen zum Zerteilen von sprödharten Werkstoffen, z.B. Marmor und Kalkstein, Granitvarietäten und Granit, von vorgefertigten Betonformkörpern und dgl., durch eine Drahtsäge mit geführten Schneidkörpern.
• Die Schneidkörper, die partiell oder ganz mit superharten Werkstoffen, t.B. Diamantkörnern, Bornitriedkdrnern, Hartmetallsplitt und dgl. durchsetzt sein können, und die auf pulvermetallurgischem Wege herstellbar sind, können während des Zerteilens auf einem schmalen, mit provilierten z.B. zugespitzten Seitenkanten versehenen, gespannten Stahlblatt gleiten. Während die Hauptschnittbewegung den Schneidkörpern durch ein über Seilräder laufendes, endloses Zugseil herbeigeführt wird, muß das Blatt, einschließlich der auf ihm mit hoher Geschwindigkeit -gleitenden Schneidkörper durch Verschiebung, bei gleichzeitiger Druckausübung senkrecht zur zugespitzten Führungsblattkante bewegt werden.
• Der Schneidkörper ist rechteckig ausgebildet (etwa 12 mm lang 12m hoch und 6 mm dick). Eine seiner Längskanten weist eine V-f#rmige Nut auf. Die dieser entgegengesetzte Kante ist mit einer Diske, die z.B. mit Diamant durchsetzt sein kann, armiert.
• Eine Llngsbohrung dient der Aufnahme des Zugseiles. Außerdem sind zwei Klemmschrauben vorgesehen, die es gestatten, den Schreikdrper auf dem Seil fest zu fixieren. Durch das gespannte Zugseil wird erreicht, daß die V-förmige Nut des Schneidkörpers ständig in Kontakt mit der zugespitzten Seitenkante des zespannten Führungsblattes steht. Das Führungsblatt soll etwa 3,2 mm stark und etwa 150 mm hoch sein. Die Vorrichtung nach dem Erfindungsgedanken könnte man also als Kombination einer Drahtseilsäge mit einem Sägegatter auffassen, nur daß die bisher unvermeidbare Durchbiegung des Sägeseiles in Fortfall ko#nmt, da das Seil, einschließlich der rechteckig ausgebildeten Schneidkörper auf dein "Gatterblatt" abgestützt wird, wobei von Letzterem die Normalkräfte während des Schneidens aufgenommen werden.
• Die Schneidkörper können in beliebiger Zahl, ohne Abstand und auch mit Abstand, auf dem Zugseil fixiert werden. Bei Anordnung mit größerem Abstand empfiehlt es sich Blindkörper mit einzureihen. Diese Blindkörper sind selbstverständlich nicht mit Schneiddisken bestückt. Die Seitenkanten müssen bei dichter Anordnung der Schneidkörper zur Seilmittelachse geneigt verlaufen. (siehe Fig. 2 unterhalb des Seilrades 7) Bei normalen Seilsägen muß die Seildurchbiegung in Kauf genommen werden. Sie gestatten die Anwendung hoher Schnittgeschwindigkeiten von 30 mis. Bei Gattersägen, die eine hin- und hergehende Bewegung ausführen, beträgt die maximale Schnittgeschwindigkeit etwa 1,5 m/s. Bandsägen ermöglichen zwar auch die Anwendung von Schnittgeschwindigkeiten von iiber 50 m/s, sie haben jedoch den Nachteil der Möglichkeit eines Bruches oder der Bildung von Einrissen bei dem Chrom-Nickelstahl-Band, insbesondere an der Stelle ~wo beim Hartauflöten der Schnelddisken, Wärme eingewirkt hat.
• Die Säge nach dem Erfindungsgedanken bietet den Vorteil der hohen Geschwindigkeit des Sägeseils, gepaart mit der hohen stabilität bei Aufnahme der Normalkräfte durch das gespannte Gattorblatt.
• Es gehört zum bekannten Stande der Forschung, daß hohe Schnitt geschwindigkeiten ein wesentlich wirtschaftliche#sSchneiden mir hartstoffdurchsetsten Disken ermöglichen. Das Verfahren und die Vorrichtungen zu seiner Ausübung bieten sorbit die entsprechenden Vorteile.
• Der Erfindungsgedanke ist in den Figuren 1 bis 9 schematisch dargestellt.
• Es zeigt: Fig. 1 Eine Maschine zum Zerteilen von Gesteinsblöcken mit auf gespannten Blättern zentrierten und geführten Diamantschneidkörpern, denen durch ein über Seilräder laufendes Zugseil, ihre Hauptschnittbewegung erteilt wird.
• Fig. 2 Vergrößerte Darstellung des Seilrades, des Zugseiles und auf diesem fixierten Diamantschneidkörpern nach Fig. 1.
• Fig. 3 Vergrößerte, perspektivische Darstellung des Diamantschneidkörpers für die Maschine nach dem Erfindungsgedanken.
• Fig. 4 a bis e, mögliche Querschnitte des Diamantschneidkörpers nach dem Erfindungsgedanken.
• Fig. 5 Schneidkörper, bei dem zwei Diamant-Disken auf dessen Seitenwandungen befestigt sind.
• Fig. 6 Schneidkörpeu mit über dessen Längsseite verlaufendem Schrägschlitz.
• Fig. 7 Querschnitt durch den Kranz eines Seilrades mit Kunststoffausfütterung und in diese eingesetzten zugespitzten Stahlring.
• Fig. 8 Querschnitt durch den Kranz eines Seilrades mit Kunststoffausfütterung, die zur Führung und zum Transport von Schneidkörpern mit zugespitzten Seitenkanten dient.
• Fig. 9 Zum Zwecke der Verstärkung angestauchte Seitenkante eines längsseitig zugespitzten (11) Führungsblattes, mit kegelig ausgebildeter Einführung für die Schneidkörper.
• Nach Fig. 1 wird von den Rundführungen 1 und 2, dem Querhaupt 3 und dem Fundament 4 ein geschlossener starrer Rahmen gebildet, der Hauptbestandteil des eigentlichen Maschinengestelles ist.
• Das Schneidaggregat wird aus den beiden auf 1 und 2 synchron in Pfeilrichtung 30 verschiebbaren Schlitten gebildet, auf denen die Seilräder 7 und 8 angeordnet sind, von welchen eins angetrieben sein muß und die in den Lagern mit den Achsen 32 und 33 laufen.
• Eines dieser Seilräder, hier 8, ist in Pfeilrichtung 12 über die hydraulisch ausgebildete Spanneinrichtung 10 so verstellbar, daß das über die Räder 7 und 8 laufende Seil 9, das aus hochfeste Kunststoff oder aus einem hochfesten Drahtseil besteht, unter Betriebsspannung gesetzt werden kann.
• Die sux Führen der Schneidkörper 13 erforderlichen Führungsblätter sind mit 21 und 22 bezeichnet. Sie sind auf der unteren L&ngsseite von 21 profiliert x,B. zugespitzt (11), Den Führungsblättern 21 und 22, die mit den Winkeln 23 und 24 verschraubt sind, wird über die weitere Spanneinrichtung 25 eine so hohe Vorspannung innerhalb des geschlossenen Rahmens (1 bis 4) des Maschinengestells erteilt, daß sie geradlinig verlaufen. Sie können in Pfeilrichtung 31 gespannt werden.
• Die Vorrichtung nach dem Erf#indungsgedanken hat also zwei Spanneinrichtungen und zwar eine für die Führungsblätter 21 und 22, und eine zweite für das Zugseil 9, auf dem die Schneidkörper 13 befestigt sind. Diese können eng aneinanderliegend (Fig.2 unterhalb des Seilrades 7 dargestellt) oder in einem- gewissen Abstand, wie ebenfalls in Fig. 2 (Mitte) gezeigt, auf dem Zugseil angeordnet sein.
• Durch Ausschläge 28 wird die genaue Distanzierung der Schneidkörper 13, insbesondere derjenigen, mit Schrägschlitz (Fig.6) gewährleistet. Der Querschnitt der Anschläge kann denjenigen der-Schneidkörper nach Fig. 3 und 6 entsprechen. Sie haben eine Führungsnut 16, sind jedoch nicht mit Schneiddisken 14 bestückt.
• Die Fixierung der Schneidkörper und der Aufschläge kann, wie aus den Fig. 3 und 6 ersichtlich, durch Klemmschrauben 17 erfolgen. Der Schneidkörper weist nach Fig. 3 eine beiderseitig verbrochene (29) Bohrung 15 auf, durch die das Zugseil 9 läuft.
• Während hierbei, also bei geschlossener Bohrung, das Seil durch die Schneidkörper hindurchgefädelt werden muß und dann erst die Seilenden verbunden werden z.B. durch Verspleissen oder durch Hartlöten, durch Micro-Plasma-Schweißen und dgl., kann der Schneidkörper mit dox Schrägschlitz 36 nach Fig. 6 auch auf eine z.B.
• durch endloses Wickeln eines Drahtes gebildete, geschlossene Schlaufe an beliebiger Stelle aufgesetzt und dann geklemmt und auch ausgetauscht werden.
• Beim Offenen Zugseil können die Seilenden auch durch zwei Klemmen verbunden werden, die den gleichen Querschnitt (ohne Disken 143 aufweisen, wie die Schneidkörper 13 und auch Gpannschrauben 17. Diese Art der Verbindung (ohne Wärmezufuhr) ist nur möglich, da diese Klemmen einen rechteckigen Querschnitt und keinem Runden, wie sonst üblich'aufweisen. Die Klemmen werden genau so ausgerlchtot und auf den Führungsblättern 21 und 22 geführt, wie die Schneidkörper. Es empfihlt sich, diese Verbindungsklemmen auf deren Ünterkante, an Stelle der Schneiddisken ein durchgehendes Federstahlblatt verschraubt ist, fest miteinander zu verbinden. (auf der Zeichnung nicht dargestellt).
• Zwischen die Schneidkörper, unabhängig von ihrem Abstand, wird ein aus hochverschleißfesten Kunststoff bestehender Ring 20 Fig. 2 links) oder eine oder mehrere Hülsen 20 (Fig. 2 Mitte) auf das Zugseil 9 gezogen. fst das Zugseil endlos ausgebildet, so können diese Ringe und Hülsen auch vor dem Aufziehen einseitig geteilt ausgebildet sein, und werden dann nach dem Aufbringen an der Trennfuge miteinander verklebt. Durch diese Maßnahme wird das Zugseil vor anfallenden Gesteinsmehl geschützt.
• An die Stelle eines Kreisring-förmigen Querschnittes der Distanzierungstucke können auch solche iit einem Querschnitt treten, die demjenigen der Schneidkörper nach Fig. 3 und 6 entsprechen. Sie können ebenfalls durch Spannschrauben 17 auf dem Seil 9 festgelegt werden. Als Ausgangsmaterial für ihre Herstellung kann ein verschleißfester Kunststoff oder auch ein metallischer Sinterwerkstoff dienen.
• Das Seil 9 selbst kann, so fern es aus Stahldraht hergestellt ist, durch Vakuumtränken in einem flüssigen Gemisch aus einem aushärtbaren Kunststoff tz.B. PVC) und feinsten Borkarbidpulver verschleißfest gemacht werden.
• Durch Verschieben des gesamten Schneidaggregates 5 bis 9, 13, 20 bis 24, auf den Rundführungen 1 und 2 in Pfeilrichtung 30, wird die Vorschubbewegung bewerkstelligt.
• Der ru :erteilende Steinblock ist in Fig. 1 mit 34 bezeichnet.
• Er wird auf den längsverschiebbaren Wagen aufgelegt. Die Bewegung des Schneidaggregates in Pfeilrichtung 30 erfolgt in bekannterweise durch zwei sich synchron drehende Spindeln (in Fig.
• 1 nicht dargestellt).
• Das Schneiden des Steines muß selbstverständlich bei starker Kühlmittelzufuhr z,B. von Wasser erfolgen, wodurch einmal der technologische Prozess des Schneidens, als auch das Schmieren beim Gleiten des Schneidkörpers 13 auf den Führungsblättern 21 und 22, günstig beeinflußt wird.
• Die Unterkante des Führungsblattes 21 nach Fig. 1 kann auch gewölbt sein (26 nach Fig. 1), wodurch die Schneidkörper 13 mit der V-förmigen Nut 16 bei gespannteS Seil 9 immer fest gegen die mehr oder weniger stark gewölbte Führungsbahn des Blattes 21 gepresst wird. Bei starker Wölbung der Führungsbahn 26 kann die Vorrichtung nach dem Erfindungsgodenken auch zum "Tauchfräsen" verwandt werden* Die Fflhrungsblltter 21 und 22 können nach Fig. 9 durch Stauchen oder dgl. verstärkte Enden aufweisen und einen kegelig v.rlaufenden Schlitz 27, so daß die Schneidkdrper, insbesondere wenn sie die Abschrägungen 37 nach Fig. 5 aufweisen, immer einwandfrei zentriert werden, so daß die V-förmige Nut 16 sicher auf die zugespitzte Kante 11 der Blätter auftrifft.
• Fig. 5 zeigt außerdem die Anordnung von zwei Disken 14 und den Seitenflächen des Schneidkörpers 13. Bei dieser Anordnung bleibt beiv Schneiden des Steines in dem Raume 38 ein Steg stehen, der dann wegbrechen kann, unter Umständen unter susätzlicher Anwendung von einzelnen Hartmetallmessern, die die Bahn der Schneidkörper 13 mit beschreiben, wobei die Hartmetallmesser an einzelnen, pder nur einem Schneidkörper mit den gezeigten Querschnitten befestigt sein kann.
• Die möglichen Querschnitte der Schneidkörper und der Unterkante der Führungiblätter sind in Fig. 4 unter a bis e zu sehen. Bei Fig. 4a ist der gesamte Schneidkörper 13 mit Hartstoff durchsetzt. Bei Fig. 4b bis e s#ind die Disken 14 an den Schneidkörper 13 befestigt.
• Der Kranz dor Seilräder kann nach den Figuren 7 und 8 mit verschleißfesten Kunststoff 18 a zekleidet sein, wobei nach Fig. 7 noch zusätzlich ein Stahlring 19 in diese Auskleidung mit eingesetzt werden kann zur genauen Führung von 13 auf den Seilrädern 7 und 8 und zum Erreichen einer genauen Fluchtung mit der Schneidkante 11 der Blätter 21 und 22.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Anspruch 1 Verfahren zum Zerteilen von Gesteinsblöcken, Betonformkörpern und dgl., dadurch gekennzeichnet, daß partiell oder ganz mit superharten Werkstoffen z. B. Diamantkörnern, Bornitriedkörnern, Hartmetallsplitt und dgl. durchsetzte, auf pulvermetallurgischem Wege oder durch spanende Formgebungsverfahren hergestellte Schneidkörper (13) auf einem schmalen, zum Zwecke der Ausrichtung der Schneidkörper mit profilierten z. B. zugespitzten Seitenkanten versehenen, gespannten Blatt unter Anwendungeines, durch Seilräder (7 und 8) angetriebenen, endlosen Zugseiles (9), eine Hauptschnittbewegung erteilt wird, wobei gleichzeitig dem gespannten Blatt, einschließlich der auf ihm mit hoher Geschwindigkeit gleitenden Schneidkörpern, unter Druckausübung eine Vorschubbewegung (30), senkrecht zur Führungsblattkante erteilt wird.

   Anspruch 2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung eines Mehrfachschnittes, gleichzeitig mehrere parallel zueinander angeordnete, unterschiedlich distanzierbare, gespannte Führungsblätter, sowie zwei Seiltrommeln mit diesen Führungsblättern entsprechende Zahl von Rillen für die Zugseile mit den Schneidkörpern, zur Anwendung gelangen, wobei jedem Zugseil im Bereich des oben liegenden Führungsblattes (22), eine gesonderte, aus einem schwenkbaren, segmentförmig ausgebildeten, mit einer gewölbten, zugespitzten Bahn ausgestattete Spanneinrichtung geringerer Länge zugeordnet ist.

   Anspruch 3 Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung nach dem Erfindungsgedanken, ortsbeweglich ist und an einem fahrbaren Kran oder dgl. aufgehängt und geführt werden kann, wobei det geschlossene Maschinenrahmen 1,2,3,4 (Fig. 1) durch einen U-förmigen Bügel ersetzt wird.

   Anspruch 4 Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein geschlossener, stabiler Rahmen (1 bis 4 Fig.1) gebildet wird, dessen senkrecht angeordnete, beispielsweise Rund-Führungen (1,2) Schlitten (5 und 6) tragen, auf denen Spanneinrichtungen sowohl für das über Seilräder (7 u 8) laufende Seil (9) als auch für die Führungsblätter (21 und 22) angeordnet sind, und die sich synchron z. B. durch Spindeln (nicht dargestellt) in der Pfeilrichtung 30 zwecks Durchführung der Vorschubbewegung des Schneidaggregates (5 bis 10, 21 bis 25 Fig. 1) verschieben lassen.

   Anspruch 5 Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsblatt-Stärke geringer ist wie diejenige des Schneidkörpers (13) und daß die Breite der Blätter (21 und 22) so gewählt wird, daß sie den, beim Schneiden auftretenden Schnittkräften gewachsen ist.

   Anspruch 6 Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Kante des Führungsblattes 21 nach unten gewölbt ist (26 nach Fig. 1),so daß die Schneidkörper (13) sich nicht geradlinig, sondern in einer gewölbten Bahn bewegen.

   Anspruch 7 Schneidkörper zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 und für die Vorrichtungen nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekenazeichnet, daß der verschleißfeste Schneidkörper partiell oder ganz mit Körnungen aus superharten Werkstoffen oder mit Hartmetallsplitt und dgl. durchsetzt ist oder, daß eine auswechselbare, ebenfalls mit Körnungen aus superharten Werkstoffen durchsetzte Diske (14) auf seine Unterseite durch Löten, Verschweißen, durch Kleben oder Klemmen aufgebracht ist, und daß er auf der Oberseite eine Führungsnut (16a bis e Fig.4) aufweist und eine Längsbohrung (1S) zur Aufnahme des Zugseiles (9).

   Anspruch 8 Schneidkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er an Stelle einer geschlossenen Bohrung (15), einen Schrägschlitz (36 nach Fig.6) und Klemmschrauben (17) aufweist, zum Fixieren des Schneidkdrpers an beliebiger Stelle und in beliebiger Zahl auf einem Seil (9) z. B. einem auch auf eine geschlossene Schlaufe bildendem Seil.

   Anspruch 9 Schneidkörper nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß er auf pulvermetallurgischem Wege porös hergestellt wird und daß in dessen Porenräurnen Schmierstoffe z. B. kolloidalen Graphit, Molybdändisulfit inkorporiert werden, um einen Schmiereffekt beim Gleiten des Schneidkörpers auf den Führungsblättern herbeizuführen.

   Anspruch 10 Schneidkörper nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er auf pulvermetallurgischem Wege porös hergestellt wird und daß seine Porenräume partiell oder ganz mit einem Gemisch aus einem aushärtbaren Kunststoff z. B. PVC und feinsten Borkarhidpulver oder dgl. im Vakuum getränkt werden, um den Verschleißwiderstand des gesamten Schneidkörpers zu erhöhen, der hierbei auf seiner Unterseite mit einer Schneiddiske (14) bestückt sein muß.

   Anspruch 11 Zugseil zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutze des Seiles vor Gesteinsstaub-Einwirkung, die evtl. vorhandenen Lücken zwischen den Schneidkörpern (13) durch verschleißfeste Kunststoffe überbrückt werden, 2. B. durch Aufschieben von Kunststoffrohren (20), durch Aufbringen von einseitig geschlitzten Kunststoffrohren, deren Schlitz verklebt werden kann, durch Aufvulkanisieren von Kunststoff oder durch Aufkleben oder Umwicklen mit einem Kunststoffband, dessen einzelne Lagen verklebt werden. Anspruch 12 Zugseil zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß falls ein Drahtseil zur Anwendung gelangt, seine Porenräume mit einem Gemisch aus einem aushärtbaren Kunststoff z. B. PVC und feinsten Borkarbidpulver oder dgl.

   im Vakuum inkorporiert (getränkt) werden, um den Verschleißwiderstand des gesamten Drahtseiles zu erhöhen.

   L e e r s e i t e