EP0142570A1

EP0142570A1 - Sägemaschine für Stein

Info

Publication number: EP0142570A1
Application number: EP83111061A
Authority: EP
Inventors: Josef Henle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-11-05
Filing date: 1983-11-05
Publication date: 1985-05-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sägemaschine für Stein, insbesondere eine Gattersägemaschine, mit wenigstens einem Sägeblatt, das in einem Rahmen oder Bügel gehalten ist, der in etwa, einer horizontalen Ebene Hin- und Herbewegungen ausführt. Das Sägeblatt (6) trägt dabei an einer Längsseite in Abständen angeordnete Zähne, insbesondere Diamantschneidelemente mit durchsetztem Diamantkorn; diese Diamantschneidelemente haben einen größeren Querdurchmesser als das sie tragende Sägeblatt (6). Weiter ist die Sägemaschine mit einer üblichen Spüleinrichtung für Kühlflüssigkeit ausgerüstet. Mit dem Anmeldungsgegenstand wird nun vorgeschlagen, daß die Schneidkanten der Zähne oder von Gruppen (24 bis 28) von Zähnen gegenüber einer Ebene parallel zur Ebene der Hin- und Herbewegung des Rahmens oder Bügels der Reihe nach beginnend von einem oder beiden Enden der Längsseite des Sägeblatts (6) nach oben versetzt angeordnet sind, was entweder durch eine entsprechende Form der die Zähne tragenden Längsseite des Sägeblatts (6), durch eine unterschiedliche Länge der Zähne selbst oder eine Schrägstellung des Sägeblatts insgesamt erreichbar ist. Der Weg der Hinund Herbewegung muß größer als der Abstand der Zähne bzw. der Gruppen (24 bis 28) von Zähnen sein. Mit einer solchen Anordnung werden bei der Hin- und Herbewegung jeweils ein Teil der Zähne vom Steinblock abgehoben. Diese Zähne können dann gründlich durch die Kühlflüssigkeit von Schlamm befreit werden, wobei der Schlamm wirkungsvoll aus dem Schnitt ausgeräumt und ausgespült wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sägemaschine für Stein, insbesondere eine Gattersägemaschine,gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Gattersägemaschinen für Stein dienen dazu, aus Steinblöcken Platten zu schneiden. Dazu wird ein etwa horizontal liegender Rahmen mit parallelen Sägeblättern mit einem Kurbelantrieb in einer horizontalen Ebene hin- und herbewegt und zugleich mit einem weiteren Antrieb am zu schneidenden Steinblock abgesenkt. Die verwendeten Sägeblätter sind bei einer typischen Ausführung einer Gattersäge ca. 3 m lang und der Rahmen führt eine Hin- und Herbewegung vontca. ^± 35 cm aus. Die Sägeblätter bestehen aus einem Trägerblatt aus Stahl, das an der geraden Schnittkante in einem Abstand von ca. 10 cm Zähne trägt. Diese Zähne sind in der Regel Diamantschneidelemente aus Sintermaterial mit durchsetztem Diamantkorn. Diese Diamantschneidelemente haben einen größeren Querdurchmesser als das Stahlblatt. Weiter sind Gattersägen mit einer Spüleinrichtung ausgerüstet, die meist einfach aus einer Sprüheinrichtung für Wasser oberhalb des Gatterrahmens besteht. Diese Spüleinrichtung dient einerseits zur Kühlung und Abfuhr der Reibungswärme an den Sägeblättern, und andererseits soll durch das Wasser das durch die Schleifbewegung entstehende Steinmehl in der Form von Schlamm aus dem Schnittspalt gespült werden.
Dieses Ausspülen von Schlamm aus dem Schnitt ist bei den vorbeschriebenen Gattersägen unbefriedigend und führt zu erheblichen Nachteilen. Wie aus den oben angegebenen Größenverhältnissen zu ersehen ist, werden die meisten Zähne des Sägeblatts innerhalb des Steinblocks hin- und hergeführt, d. h. nicht seitlich bei ihrer Bewegung über den Steinblock herausgeführt. Dadurch wird der Schlamm nicht wie bei einer Steinkreissäge durch die Zahnbewegung aus dem Schnitt mechanisch heraustransportiert, sondern soll durch die Wasserspülung ausgespült werden. Es ist ohne weiteres zu ersehen, daß der Schlamm bei der Hinund Herbewegung der Zähne entsprechend dieser Bewegung ebenfalls hin- und herbewegt wird, aber gerade vom mittleren Bereich des Steinblocks nur schwierig nach außen befördert werden kann. Durch den Schlamm setzt sich das Sintermaterial mit den Diamantsplittern der Zähne weitgehend zu, so daß die Schnittwirkung besonders bei Gesteinsarten, die einen schmierenden Schlamm hervorrufen, stark herabgesetzt ist. Die Absenkgeschwindigkeit des Gatterrahmens und damit die Schnittgeschwindigkeit und Leistungsfähigkeit der gesamten Sägemaschine sind dadurch vermindert. Dies führt zu langen Schneidzeiten und hohen Schnittkosten.
Ein weiterer gravierender Nachteil durch den mangelhaften Abtransport von Schlamm aus dem Schnitt besteht darin, daß unregelmäßige Steinplattendicken erhalten werden. Dies kommt daher, daß vom inneren, mittleren Bereich des Steinblocks der Abtransport des Schlamms zur Außenseite am schwierigsten ist und am längsten dauert, während in den Außenbereichen des Schnitts der Abtransport schneller erfolgt. Da die Zähne mit ihren planen Flächen, wie oben bereits ausgeführt, auch auf dem Schlamm reiben, stellt sich die Schnittebene für das Sägeblatt so dar, als ob sie in der Mitte des Steinblocks (durch den weniger abtransportierten Schlamm und die weniger effektive Schnittleistung) nach oben gewölbt ist. Bei einer vorgegebenen Absenkgeschwindigkeit des Gatterrahmens wird somit der Absenkdruck nicht gleichmäßig auf das Sägeblatt übertragen, sondern ist in der Mitte am größten. Dies führt dazu, daß die Sägeblätter verkanten und verlaufen, so daß unregelmäßige Plattendicken erzeugt werden. Dies führt zu einer qualitativ minderwertigen Ware und zu Ausschußplatten. Dem kann nur dadurch begegnet werden, daß die Absenkgeschwindigkeit erheblich reduziert wird, wodurch die Schnittkosten stark erhöht werden.
Für eine Verbesserung zur Schlammausspülung wurden bereits eine Kühlmittelzufuhr vorgeschlagen, die mit Druck den anfallenden Schlamm aus dem Schnitt ausspült,und ein intermittierender Vorschub mit einer Rahmenabhebung (Sägen von Gestein, Verlag Georg D.W.Callwey, München, 1975; Seite 19). Beide Vorschläge sind technisch aufwendig und in der Praxis nicht verwertet.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, bei einer Sägemaschine für Stein die Schnittleistung zu erhöhen und gleiche Plattenstärken zu erzielen.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Sägemaschine für Stein mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß Anspruch l sind die Zähne oder Gruppen von Zähnen gegenüber einer Ebene parallel zur Ebene der Hin- und Herbewegung nach oben versetzt angeordnet. Die versetzte Anordnung ist bevorzugt so ausgeführt, daß etwa in der Mitte des Sägeblatts der oder die am höchsten angeordneten Zähne liegen und die anderen Zähne zur Seite hin nacheinander tiefer angeordnet sind. Die Anordnung könnte jedoch auch so getroffen sein, daß die Reibkanten der Zähne von einer Seite des Sägeblatts zur anderen hin in unterschiedlichen Höhen angebracht sind. Diese unterschiedliche Höhenanordnung kann bevorzugt durch eine entsprechende Formgebung des Sägeblatts mit aufgesetzten Zähnen gleicher Gestalt erhalten werden. Die Höhenversetzung der Schneidkanten kann jedoch auch durch eine unterschiedliche Höhe der Schneidelemente selbst oder durch eine Schrägstellung eines an sich geraden Sägeblatts gegenüber der Ebene der Hin- und Herbewegung erhalten werden. Die Anordnung kann so ausgeführt sein, daß jeweils eine Schnittkante nach der anderen in der Höhe versetzt ist,oder daß mehrere nebeneinanderliegende Zähne in einer Zahngruppe in einer gleichen (horizontalen) Ebene liegen und anschließende Zähne oder weitere Zahngruppen mit ihren Schnittkanten höhenversetzt angebracht sind. Die Hin- und Herbewegung der Sägeblätter muß größer als der Abstand der Zähne bzw. der Gruppen von Zähnen sein.
Mit diesen Merkmalen wird erreicht, daß die einzelnen Zähne oder Zahngruppen höhenversetzt schneiden und somit eine höhenversetzte bzw. stufenförmige Schnittebene am Steinblock erzielt wird. Da die Hin- und Herbewegung größer als der Abstand zwischen den Zähnen bzw. den Zahngruppen ist, werden die Zähne in zumindest einer Endlage des Sägeblatts über eine tiefer liegende Stufe geführt und sind somit frei. Damit kann die untere, flächige Schnittkante eines Zahnes von unten her abgespült und vom Schlamm befreit werden. Die Diamantkörner im Sintermaterial werden dadurch freigespült, so daß sie bei jeder Schnittbewegung wirkungsvoller greifen und zu einer verbesserten Schnittleistung führen.
Vorteilhaft wird jedoch auch der entstehende Schlamm wirkungsvoll aus dem Schnitt abtransportiert. Jedesmal, wenn ein oder mehrere Zähne freikommen, wird Schlamm mechanisch auf die darunterliegende, zur Außenseite des Steinblocks hin tiefer liegende Stufe geschoben. Zugleich ist zur unteren Stufe hin ein Spalt freigemacht, durch den das Spülwasser den Schlamm abtransportieren kann. Es ist somit eine mechanische Ausräumung des Schnitts verbunden mit einer verbesserten Ausspülmöglichkeit erreicht. Da dadurch besonders auch im inneren, mittleren Bereich des Steinblocks der Schlamm abtransportiert wird, ist die Längsstabilität der Sägeblätter verbessert, die Sägeblätter verkanten praktisch nicht mehr und die gewünschten gleichmäßigen Plattendicken werden erhalten. Insgesamt gesehen kann mit weniger Absenkdruck bei höherer Absenkgeschwindigkeit gearbeitet werden, wodurch zusätzlich die Standzeiten der Sägeblätter erhöht werden.
In Anspruch 2 ist eine in der Herstellung preiswerte und einfache Ausführungsform eines Sägeblatts angegeben, das in den bestehenden Maschinen als Ersatz für die bisherigen Sägeblätter mit gerader Schnittkante verwendet werden kann. Dazu soll die die Zähne tragende Kante der Längsseite des Sägeblatts konkav ausgebildet sein, wobei die Zähne in der bisherigen schmalen, langgestreckten Form wie üblich aufgesetzt sind. Die konkave Wölbung kann durch einen kontinuierlichen Bogen ausgeführt sein oder dadurch, daß das Sägeblatt stufenförmig ausgefräst ist und an den einzelnen Stufen ein oder mehrere Zähne angebracht sind. Diese konkave Wölbung hat den Vorteil, daß die höchste Schnittstufe am Steinblock etwa in der Mitte des Blocks liegt und der Schlamm zu beiden Seiten hin effektiv ausgeräumt und ausgespült wird. Der aufgezeigte Effekt wird schon bei nur geringer Wölbung, d. h. bei einer Höhenversetzung des mittleren Bereichs des Sägeblatts gegenüber den Seitenbereichen von ca. 1,5 cm erreicht. Der optimale Höhenversatz ist jedoch abhängig von der Art des zu schneidenden Gesteins, der Sägeblattlänge, der Sägeblattgeschwindigkeit, der Absenkgeschwindigkeit und der Weite der Hin- und Herbewegung und muß entsprechend diesen Randbedingungen ermittelt werden.
Mit Anspruch 3 wird vorgeschlagen, die Zähne an der Schmalseite, die in Richtung auf den jeweils nächsten, nach oben versetzten Zahn weist, anzuschrä^gen. Dies kann bei Maschinen mit einem weniger präzisen Antrieb ein Anschlagen der Zähne auf eine Stufenkante vermeiden.
Anhand einer Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung mit weiteren Einzelheiten, Merkmalen und Vorteilen näher erläutert.
Es zeigen

Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer Gattersäge für Stein,
Fig. 2 die Ansicht eines Sägeblatts,
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Bereichs A aus Fig. 2 mit einem in vertikaler Richtung stark vergrößerten Maßstab,
Fig. 4 eine ebenfalls schematisierte Darstellung eines Sägeblatts in einer Endlage mit einem geschnittenen Steinblock,
Fig. 5 die Anordnung aus Fig. 4 in der anderen Endlage.

In Fig. 1 ist eine Gattersäge 1 für Gestein schematisch mit einem Gatterrahmen 2, einem Steinblock 3 mit seinen Auflagen 4 und einer Spüleinrichtung 5 dargestellt. Im Gatterrahmen 2 sind nebeneinanderliegend Sägeblätter 6 angeordnet (in Fig. 1 ist die Blickrichtung in Längsrich_- richtung der Sägeblätter 6), die aus einem Trageblatt 7 aus Stahl und unten im Abstand angebrachten Schneidelementen 8 bestehen. Der Gatterrahmen 2 ist mit einem (nicht dargestellten) Antrieb verbunden, der ihn in Hin- und Herbewegungen in Längsrichtung der Sägeblätter 6 versetzt. Weiter ist der Gatterrahmen 2 mit einer (ebenfalls nicht dargestellten) Absenkvorrichtung verbunden, die ihn nach unten absenkt. Eine typische Absenkgeschwindigkeit, die jedoch von der Maschine und insbesondere von der Art des Gesteins abhängt, liegt bei etwa 2 mm/min.
Die Spüleinrichtung 5 besteht aus einem oder mehreren Rohren über dem Gatterrahmen 2, die mit Sprühdüsen 9 versehen sind, aus denen das Kühlmittel, üblicherweise Wasser, austritt. In Fig. 1 ist der Zustand dargestellt, bei dem der Steinblock 3 bereits zu etwa zwei Drittel durchgeschnitten ist. Das Kühlmittel läuft dann in die einzelnen Schnitte 10 und zu beiden Seiten der Tragblätter 7 zu den etwas breiteren Schneidelementen 8.
In Fig. 2 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sägeblatts dargestellt. Dabei ist die Unterkante des Sägeblatts 6 konkav nach oben um einen gewissen Betrag 11 gewölbt. Die Schneidelemente 8 sind in der üblichen Weise auf diese gewölbte Kante aufgesetzt. Der Betrag 11 der Höhenversetzung im mittleren Bereich ist relativ gering im Vergleich zur Länge des Sägeblatts, wobei die optimale Größe von der Maschine und der zu schneidenden Gesteinsart abhängt.
Zur Verdeutlichung der Funktion wurde in Fig. 3 das Sägeblatt 6 im Bereich des Kreises A aus Fig. 2 mit in vertikaler Richtung stark vergrößertem Maßstab dargestellt. Es sind die drei linken Schneidelemente 12, 13, 14 zu erkennen, die jeweils in einem Abstand 15 voneinander angebracht sind. Das Sägeblatt 6 ist in der Mittelposition seiner Hin- und Herbewegung dargestellt, wobei die strichlierten Linien 16, 17, 18 die Mittelpositionen der Schneidelemente 12, 13, 14 wiedergeben. Im Bereich der Pfeile 19, 20, 21 bewegen sich die Schneidelemente 12, 13, 14 hin und her, wobei die Pfeilenden jeweils die Endlagen wiedergeben. Es ist dabei wesentlich, daß die Hinund Herbewegung in einer größeren Weite als der Abstand 15 zweier benachbarter und in der Höhe versetzter Zähne erfolgt. Dadurch entsteht ein Uberlappungsbereich, der durch die Pfeile 22, 23 bezeichnet ist. In diesem überlappungsbereich 22, 23 heben die Schneidelemente 13, 14 jeweils von ihren Schnittflächen am Steinblock ab und kommen frei über der darunterliegenden stufenförmigen Ausbildung zu liegen. In dieser Stellung können sie von Schlamm auch von unten her befreit werden und der Schlamm kann zur (linken) Seite hin ausgespült werden. Dies ist noch deutlicher in Verbindung mit den Fig. 4 und 5 zu erkennen, obwohl in Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel mit nacheinander höhenversetzten Schneidelementen 12, 13, 14 gezeigt ist, während in Fig. 4 und Fig. 5 Gruppen von Schneidelementen in jeweils einer Ebene angeordnet sind. Es soll nochmals herausgestellt werden, daß in Fig. 3 der Maßstab in vertikaler Richtung zum besseren Verständnis gegenüber dem Maßstab in horizontaler Richtung stark vergrößert ist, so daß in natürlicher Größe die Schneidelemente 12, 13, 14 wesentlich länger als hoch sind und auch die Höhenversetzung geringer ist.
Auch die Fig. 4 und 5 sind weitgehend schematisch dargestellt, wobei auch hier nur wenige Stufen und in vertikaler Richtung vergrößerte Schneidelemente für eine übersichtliche Darstellung gewählt wurden. In Fig. 4 und 5 ist eine weitere Ausführung eines Sägeblatts 6 dargestellt, bei der fünf Gruppen 24 bis 28 von Zähnen in jeweils einer horizontalen Ebene angeordnet sind. Die mittlere Gruppe 26 besteht (hier schematisch) aus vier Schneidelementen, die angrenzenden tiefer liegenden Gruppen 25 und 27 aus je drei Schneidelementen und die wiederum daran angrenzenden, noch tiefer liegenden seitlichen Gruppen 24 und 28 aus jeweils zwei Schneidelementen. Weiter ist ein schematisch dargestellter Kurbelantrieb 29 mit seiner Kurbel 30 mit dem Sägeblatt 6 gelenkig verbunden. In Fig. 4 ist das Sägeblatt in seiner rechten Endstellung und in Fig. 5 in seiner linken Endstellung gezeichnet. Das Sägeblatt 6 ist bereits einen bestimmten Betrag in den Steinblock 3 eingedrungen, der im unteren Bereich geschnitten dargestellt ist. Damit ist die horizontal stufenförmig verlaufende Schnittkante im Steinblock zu erkennen. Aus Fig. 4 ist zu ersehen, daß im rechten Bereich der Hin- und Herbewegung für das Sägeblatt 6 die Schneidelementgruppen 24 und 25 sowie die linken Zähne der Gruppe 26 am Steinblock anliegen und arbeiten. Dabei sind die rechten Zähne der Gruppe 26 sowie die Schneidelemente der Gruppen 27 und 28 frei und stehen über den darunter im Abstand liegenden Stufen. Bei der Bewegung in die andere Endstellung, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, kommen die Schneidelementgruppen 27 und 28 sowie die rechten Zähne aus der mittleren Gruppe 26 zum Einsatz, wobei die übrigen Schneidelemente freikommen bzw. ganz aus dem Bereich des Blocks 3 geführt werden. Es ist nun ohne weiteres zu erkennen, daß Schlamm im Schnitt sowohl mechanisch durch Verschieben von einer Stufe zur anderen ausgeräumt wird und zusätzlich durch das Kühlmittel unterhalb der freigewordenen Schneidelemente gut ausgespült werden kann.
Zusammenfassend wird festgestellt, daß mit dem Anmeldungsgegenstand auf einfache Weise das seit langem bei Gattersägemaschinen für Stein herrschende Problem des mangelhaften Abtransports von Schlamm und der dadurch bedingten relativ geringen Vorschübe mit einem Verlaufen der Sägeblätter,gelöst ist.

Claims

1. Sägemaschine für Stein, insbesondere Gattersägemaschine,

mit wenigstens einem Sägeblatt, das in einem Rahmen oder Bügel gehalten ist, der in etwa einer horizontalen Ebene Hin- und Herbewegungen ausführt,

wobei das Sägeblatt an einer Längsseite in Abständen angeordnete Zähne mit gebundenen Diamanten, insbesondere Diamantschneidelemente mit durchsetztem Diamantkorn, oder Hartmetallschneidelemente trägt,

die Zähne einen größeren Querdurchmesser als das sie tragende Sägeblatt aufweisen, und

die Sägemaschine mit einer Spüleinrichtung-ausgerüstet ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Schneidkanten der Zähne (8; 12, 13, 14) oder von Gruppen (24 bis 28) von Zähnen gegenüber einer Ebene parallel zur Ebene der Hin- und Herbewegung des Rahmens (2) oder Bügels, der Reihe nach beginnend von einem oder beiden Enden der Längsseite des Sägeblatts (6) nach oben versetzt angeordnet sind, was entweder durch entsprechend Form der die Zähne tragenden Längsseite des Sägeblatts (6), der Zähne selbst oder eine Schrägstellung des Sägeblatts (6) insgesamt gegenüber einer Ebene der Hin- und Herbewegung zu erreichen ist und

daß die Hin- und Herbewegung (19, 20, 21) größer als der Abstand (15) der Zähne (12, 13, 14) bzw. der Gruppen (24 bis 28) von Zähnen ist.

2. Sägemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zähne tragende Kante der Längsseite des Sägeblatts (6) stufenförmig oder kontinuierlich um einen Betrag (11) nach innen (konkav) gewölbt ist.

3. Sägemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (8; 12, 13, 14) an der Schmalseite, die in Richtung auf den jeweils nächsten nach oben versetzten Zahn weist, Auflaufschrägen enthalten.