PARTNER
2000-10
TECHNISCHE BESCHREIBUNG
PARTNER FC40
PARTNER K3600
PARTNER K2500
Inhalt: Partner K3600 Partner K2500 Partner FC40 Anhang, Hydraulik Technische Daten
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PARTNER HYDRAULIK Die Partner K3600 und K 2500 sind Trennschleifmaschinen, die von einem externen Hydraulikantrieb mit einer Leistung von 40 l/min ( HTMA-Standard) betrieben werden.
PARTNER K3600 Die Partner K3600 ist die einzige auf dem Markt erhältliche Trennschleifmaschine, deren Trennscheibe nicht über eine zentrisch gelegene Achse angetrieben wird. Durch den exzentrischen Antrieb erreicht die K3600 bei einem Blattdurchmesser von 350 mm eine Schnittiefe von 260 mm. Eine solche Schnittiefe wird von keiner anderen handgeführten Trennschleifmaschine erreicht. Ein weiterer Vorteil des exzentrischen Antriebs ist außer der extremen Schnittiefe zusätzlich noch, dass bei Schnitten, die sich in einem Winkel treffen, es keine oder nur eine minimale Überschneidung gibt. Dies macht die Maschine unschlagbar beim nachträglichen Einbringen von Fenstern und Türen oder ähnlichen Arbeiten in Gebäuden.
PARTNER K2500 Die Partner K2500 wird auf traditionelle Weise zentrisch angetrieben. Das Herausragende bei dieser Maschine ist ihr geringes Gewicht im Verhältnis zu ihrer Leistung. Die Trennscheibe hat einen Durchmesser von 16˝ und erzielt eine Schnitttiefe von 145 mm. Der Abstand der Handgriffe, die Gewichtverteilung zwischen den Handgriffen und der schlanke Maschinenkörper machen die K2500 auch bei langandauernden Arbeiten zu einer bequem zu nutzenden Maschine.
PARTNER FC40 Der Partner FC40 ist ein Durchfluss- und Druckregler und wird an externe Hydraulikaggregate angeschlossen, die einen Durchfluss von bis zu 120 l/min und maximal 210 bar erzeugen. Der FC40 regelt den Durchfluss auf 20, 30 oder 40 l/min herunter. Partner bietet ein auf die Hydrauliktrennschleifer zugeschnittenes Hydraulikaggregat, auf das hier jedoch nicht weiter eingegangen wird.
Partner K3600 Historik Ursprünglich wurde das Prinzip, ein Rad ohne Mittelachse rotieren zu lassen, für andere Zwecke als für Trennschleifmaschinen entwickelt. Man war jedoch bemüht, ein solches Antriebsprinzip auch für eine Trennschleifmaschine zu entwickeln, um schienengeführte Wandsägen durch ein Handgerät zu ergänzen. Eine herkömmliche Wandsäge ist schwer und sperrig. Ihre Schienen müssen an der Wand angedübelt werden, wobei eine solche Befestigung häufig nicht einmal möglich ist und aufwendige Sonderkonstruktionen erforderlich werden. Mehrere Unternehmen haben sich mit der Konstruktion einer Trennschleifmaschine beschäftigt, die ohne zentrische Achse angetrieben wird (im Folgenden exzentrischer Antrieb genannt). Die Ansätze scheiterten immer an funktionellen Problemen des komplizierten Antriebs und der Führung der Scheibe. Erschwerend kommen weiterhin noch die Umgebungsbedingungen (Steinpartikel, Wasser) hinzu, die der Mechanismus bewältigen muss. Das Konstruktionsprinzip der Partner Ringtrennschleifmaschine wurde ursprünglich von einem Erfinder, dem Schweden Mats Johansson, entwickelt. Die Bauweise war patentiert und die Herstellung erfolgte ein kleinem Stil. Partner K3500 - 1987 Partner kaufte das Unternehmen und die Patentrechte auf. Das Konzept wurde in weniger als zwei Jahren dahingehend weiterentwickelt, dass eine Maschine entstand, die sich aus ergonomischer Sicht völlig von den herkömmlichen Maschinen unterschied. Die Partner K3500 wurde eine Trennschleifmaschine, die hervorragend ins Sortiment passt - eine Handtrennschleifmaschine mit hoher Leistung, hervorragenden ergonomischen Eigenschaften und einfacher Wartung. Zielgruppe Der Ringtrennschleifer ersetzt in keinem Fall die traditionelle Trennschleifmaschine. Sie verlangt trotz allem viel vom Anwender und es ist ein geeignetes Hydraulikaggregat erforderlich. Die Kosten je bearbeitete Fläche liegen zudem höher als bei den handelsüblichen zentrisch getriebenen Trennschleifmaschinen. Die Ringtrennschleifmaschine ist hauptsächlich für Unternehmen gedacht, die sich auf das Erstellen von Ausschnitten in Beton spezialisiert haben. Solche Arbeiten erledigt der Ringtrennschleifer im Vergleich mit Maschinen, für die Schienenführungen angebracht werden müssen, schneller und insgesamt zu geringeren Kosten. Bei Um- und Anbauprojekten fallen häufig Arbeiten an, in denen die Ringtrennschleifmaschine unschlagbar ist. Typische Arbeiten sind das Erstellen von Fenster- und Türausschnitten, oft auch kleinere Arbeiten an verschiedenen Stellen, wobei die „Mobilität" der Ringtrennmaschine das ausschlaggebende Kriterium ist. Bei Neubauten sollte die Ringtrennschleifmaschine kaum zur Anwendung kommen, falls jedes gegossene und jedes Fertigelement exakt maßhaltig ist und nichts vergessen wurde.
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Die clevere Idee 260 mm Schnittiefe bei 350 mm Trennscheibe Der exzentrische Antrieb der Trennscheibe ist die revolutionäre Konstruktionsidee, die der Partner K3600 eine im Verhältnis zum Durchmesser des Blattes extreme Schnitttiefe verleiht. Das Rotationszentrum liegt bei der maximalen Schnittiefe ca. 85 mm im Schnitt (gemessen vom Zentrum des Blattes bis zum Gehäuse des Hydraulikmotors).
Vergleich: Blattdurchmesser/Trenntiefe Seit geraumer Zeit gibt es Maschinen zum Zuschneiden von Beton oder Steinen mit großer Schnittiefe auf dem Markt, die sogenannten Boden- oder Wandsägen. Die Bodensägen sitzen auf Rädern während die Wandsägen auf Führungen sitzen, die an der Wand befestigt werden müssen. Diese Führungen sind in der Regel wie eine Schiene gebaut, auf der die Maschine läuft. Zumeist werden diese Maschinen hydraulisch angetrieben. Durch die Flanschscheibe, hin und wieder auch durch einen Treibriemen, reduziert sich die Schnittiefe um mindestens 50 mm. Für eine Schnittiefe 700 mm von 260 mm müsste eine herkömmliche zentrisch angetriebene 600 mm Wandsäge einen Scheibendurchmesser von mindestens 600 K3600 mm haben. In der Regel beträgt der Durchmesser von Trennscheiben 600 bzw. 700 mm. Partner K3600 erreicht 260 mm Schnittiefe bei einem Scheibendurchmesser von 350 mm!
Partner K3600 – Ergänzung zur Wandsäge Es liegt nahe zu denken, dass die intelligente Bauweise des Ringtrennschleifers jedwede andere Technik für den Zuschnitt von Beton und Steinen ersetzen könnte. Viele Zuschnittarbeiten sind jedoch so aufwendig, dass ein einziger Schnitt Stunden dauert und dafür lohnt es sich in jedem Fall, eine Maschine mit Befestigungsvorrichtung anzubringen. Der Vorschub in Schnittrichtung erfolgt bei den meisten Wandsägen automatisch. Die Arbeiten, für die die Partner K3600 am besten geeignet ist, sind in der Regel von geringerem Umfang, üblicherweise viele kleine Schnitte in unterschiedlichen Richtungen. In beengten Arbeitsräumen kann sich die K3600 als einzig geeignete Trennschleifmaschine beweisen. Die Alternative ist sonst nur der Meißel.
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Überschneidung Mit Überschneidung ist die Strecke gemeint, die geschnitten werden muss, damit zwei im rechten Winkel zueinander laufende Schnitte sich in der vollen Schnittiefe kreuzen. Typisches Beispiel dafür ist das Erstellen von Löchern für Fenstern und Türen. Dafür müssen je zwei horizontale und vertikale Schnitte gesetzt werden, die in der Ecke aufeinandertreffen und eine Überschneidung erfordern. In den beiden oberen Bildern stellen die dicken Linien den horizontalen Schnitt dar, die untere Linie zeigt die erforderliche Überschneidung, um einen kompletten Ausschnitt zu erhalten. Kleinere Überschneidung mit der K3600 Wie aus den nebenstehenden Bildern ersichtlich ist, ergibt sich mit der K3600 eine erheblich kleinere Überschneidung als mit der zentrisch getriebenen Wandsäge mit durchschnittlicher Schnittiefe. In dem Beispiel beträgt die Wandstärke 200 mm, eine für gemauerte oder gegossene Zwischenwände übliche Stärke. Der Durchmesser der Trennscheibe beträgt 700 mm und der der Flanschscheibe 100 mm. Mit der Partner K3600 entsteht eine Überschneidung von lediglich 23 mm (A), bei der zentrisch angetriebenen Scheibe von 85 mm (B). Benutzt man eine Trennscheibe, die exakt die Schnittiefe schafft, erreicht die Überschneidung nahezu den Radius der Trennscheibe (Radius minus Flanschscheibe). Da das Zentrum der Ringtrennschleifmaschine 85 mm im Schnitt liegt, erhält man bei einer Wandstärke von 170 mm einen Schnitt, der auf beiden Seiten der Wand auf gleicher Höhe endet und es entsteht dementsprechend keine Überschneidung. Wenn man ganz genau ist, müsste man sagen, dass die Überschneidung der K3600 größer ist als im Bild dargestellt. Die Überschneidung liegt jedoch in der Wand, was jedoch nur in Ausnahmefällen Probleme verursachen kann, wenn sich zum Beispiel Bewehrung von tragenden Bauteilen im Schnitt befindet. Schneiden von zwei Seiten Besteht die Möglichkeit, aus zwei Richtungen zu schneiden, verdoppelt sich natürlich auch die Schnittiefe bei gleichbleibender Überschneidung. Mit der K3600 könnte man also ein einen halben Meter starkes Objekt mit minimaler Überschneidung trennen. Das Problem ist dabei nur, von der anderen Seite den Schnitt genau zu treffen, was durch Bohren an den Endpunkten des Schnittes gelöst werden kann.
B
A B
Überschnitt, mm 200 B 700 mm 150
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B 50
A 50
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150
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In der obigen Darstellung beträgt die Wanddicke 200 mm. Die beiden oberen Abbildungen zeigen die Überschneidung mit der Partner K3600 bzw. mit einem zentrisch angetriebenen Blatt (Durchmesser 700 mm). In der unteren Abbildung ist der zweiseitige Schnitt aus der Sicht des Bedieners bzw. im Querschnitt zu sehen. Im Diagramm wird die Überschneidung bei der K3600 bzw. bei einem zentrisch angetriebenen Blatt bei unterschiedlichen Schnittiefen dargestellt.
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Anwendungsgebiete Zum Schneiden von Beton, Steinen oder ähnlichem stehen folgende Möglichkeiten zur Wahl: Für geringe Schnitttiefen wird ein Winkelschleifer mit Trockentrennscheibe eingesetzt. Handtrennschleifer erzielen Schnittiefen von bis zu 150 mm (16˝ Trennscheibe) mittels Nasstrennung (Ausnahme: elektrische Trennschleifer). Bis zu 500 mm tiefe Schnitte werden mit in Führungsschienen laufenden Wandsägen oder Bodensägen auf Rädern gesetzt. Im Prinzip wird immer nass getrennt. Extrem tiefe Schnitte werden mit einem Diamantseil oder durch Wasserstrahlschneiden mit äußerst hohem Druck erzielt – besondere Methoden, die in diesem Zusammenhang nicht weiter aufgegriffen werden. Eine Alternative zum Trennschleifen ist der Einsatz von druckluft- oder hydraulikbetriebenen Hämmern und Meißeln. Anwendungsgebiete für die Partner K3600 Leistungsmäßig steht die K3600 zwischen den herkömmlichen Trennschleifgeräten und den Wand-/Bodensägen. Im Vergleich zu den zentrisch angetriebenen Handtrennschleifern erreicht sie fast die doppelte Schnittiefe und hat ein vergleichbares Handling (handlich und geringes Gewicht). Im Vergleich mit der Wandsäge erreicht die K3600 bei normalen Trennvorgängen eine vergleichbare Schnittiefe, sie braucht jedoch keine Führungsschiene. In einem solchen Vergleich zeichnet sich der Partner-Trennschleifer durch seine Mobilität aus. Die herausragenden Eigenschaften der K3600 sind ihre große Schnittiefe in Kombination mit ihrer Handlichkeit. Das Antriebsprinzip, bei dem das Rotationszentrum im Schnitt liegt, führt zudem zu einzigartigen Eigenschaften in der praktischen Arbeit, wofür wir im Folgenden einige Beispiele geben möchten. Erstellen von Ausschnitten für Türen und Fenster An diesen üblichen Arbeiten in vorhandenen Gebäuden lassen sich sämtliche Vorteile des Ringtrennschleifgerätes veranschaulichen. Angenommen, die Wand ist aus Ziegeln gefertigt, 200 mm stark und der Boden mit Klinkern ausgelegt, Material, das nicht gut repariert werden kann. – Bei dem geringen Umfang der Arbeit, vier kurze Schnitte, ist eine zeitraubende Montage der Führungsschienen kaum zu rechtfertigen. Außerdem müssen die Bohrlöcher nach dem Abbau der Führungsschienen wieder beseitigt werden. Der Schnittspalt der unumgänglichen Überschneidung kann in der Ziegelwand und auf dem Klinkerboden nicht so ausgebessert werden, dass er unsichtbar wird.
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Wird die Wand von einer Seite angeschnitten, beträgt die Überschneidung 23 mm, was komplett von der Verkleidung um Tür bzw. Fenster verdeckt wird. Ist es möglich, den Trennschnitt an seinen Endpunkten von beiden Seiten her auszuführen, kommt es bei einer Schnittiefe von bis zu 340 mm erst gar nicht zu einer Überschneidung! Diese Eigenschaft, dass nur eine geringe Überschneidung erforderlich ist, ergibt sich direkt aus dem Antriebssystem – zentrisch betriebene Geräte verursachen immer eine Überschneidung.
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Einsetzen von Stürzen In gemauerten Wänden müssen in der Regel über die eingebrachten Löcher Stürze eingesetzt werden, beispielsweise aus bewehrtem Beton oder Stahlträger. Hierfür müssen mehrere Schnitte in unterschiedlichen Richtungen gesetzt werden. Das Handgerät Partner K3600 mit seinem verhältnismäßig kleinen Blatt, ist zumeist hervorragend geeignet für diese Aufgabe. Heute wird hierbei meistens noch das Loch mit einer Wandsäge hergestellt und das Zurichten erfolgt mit einem Meißel. Einbringen von Löchern in armierten Elementen Heutzutage werden immer mehr Betonkonstruktionen aus vorgefertigten Elementen zusammengesetzt, die nahezu ausnahmslos mit Armierung versehen sind, die aus Stabilitätsgründen nicht immer zerschnitten werden darf. Durch die enorme Schnittiefe und die nur in geringem Maß entstehende Überschneidung ist das Ringtrennschleifgerät besonders geeignet für das Erstellen von Löchern in armierten Betonelementen. In der Abbildung ist ein Schnitt in einem bewehrten Träger zu sehen, von zwei Seiten mit der K3600 eingebracht. Das linke Element soll erhalten bleiben. Der Träger ist 350 mm dick. Der durchgezogene Kreisbogen zeigt den Schnitt, den eine zentrisch getriebene Bodensäge erzeugt hätte.
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Partner K3600 für die Baubranche Die Anwendungsgebiete für die Partner K3600 lassen sich wie die der Trennschleifgeräte allgemein nur schwer definieren. In der Baubranche finden sich jedoch die meisten Aufgaben für die Partner K3600. Geräte aus Verleihfirmen Unternehmen, die eher sporadisch mit Betonkonstruktionen zu tun haben, haben in Bezug auf die K3600 die Möglichkeit, viele Trennarbeiten mit dem eigenen Personal und gemieteten Gerätschaften auszuführen. Wasser, Abwasser, Straßen,… Die Schnittiefe und die Hydraulik lässt die Partner K3600 aber auch für völlig andere Branchen interessant werden. Trennen in Rohrgräben, das Einbringen von Öffnungen in Abwasserkanälen und Brunnendeckeln sind perfekte Anwendungsgebiete. Grundsätzlich besteht erheblicher Bedarf an der großen Schnittiefe eines kleinen Handgerätes, das ohne Abgase arbeitet. Geeignete Hydraulikquellen, wie z.B. Bagger, sind in der Regel vor Ort vorhanden.
Technischer Aufbau 2
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8 1 7 14 Bauteile Partner K3600 Die Partner K3600 setzt sich aus folgenden Hauptkomponenten zusammen: 1. Trennscheibe, kreisförmiges Stahlblatt mit lasergeschweißtem Diamantsegment 2. Schutzhaube 3. Hydraulikmotor 4. Antriebsrad 5. Hebel, um die Trennscheibe gegen das Antriebsrad zu spannen 6. Spindelarretierung für das Antriebsrad 7. Einschalter für Hydraulikmotor und Wasserzufuhr 8. Schutz gegen unbeabsichtigtes Einschalten 9. Regler für das Einstellen der Wassermenge 10. Wasserzuleitung 11. Anschlussleitungen zum Hydraulikaggregat 12. Wasserblatt 13. Spritzschutz 14. Einstellschrauben, für die Rollenjustierung der Trennscheibe 15. Stützrollen 16. Führungsrollen
Hydraulikmotor/-aggregat DRUCK und DURCHFLUSS Man muss sich in Bezug auf Druck und Durchfluss auskennen, um zu verstehen, wie Hydraulik funktioniert – besonders dann, wenn sie einmal nicht funktioniert! Wir wissen, dass vielen das Prinzip der Hydraulik selbstverständlich ist, während anderen wiederum, die noch nie mit hydraulischen Gerätschaften gearbeitet haben, die Funktionsweise der Hydraulik gänzlich fremd ist. Daher haben wir uns entschlossen, ein grundlegendes Kapitel über Hydraulik als separaten Anhang anzufügen (siehe Seite 12). Sollten Sie sich nicht mit Hydraulik auskennen, lesen Sie bitte diesen Abschnitt zuerst. Durchfluss Der Hydraulikmotor ist dafür ausgelegt, mit einem maximalen Durchfluss von 40 Litern pro Minute zu arbeiten, bei dem die Trennscheibe ihre maximal zulässige Drehzahl von etwa 3.000 Umdrehungen/Minute erreicht. Die Durchflussgeschwindigkeit zum Motor verhält sich direkt proportional zur Umdrehungszahl der Trennscheibe. Der Trennschleifer selbst besitzt keine Schutzvorrichtung gegen einen zu hohen Öldurchfluss. Die Geschwindigkeit der Trennscheibe wird einzig vom Hydraulikaggregat bestimmt und muss entsprechend angepasst werden, damit 40 Liter/Minute nicht überschritten werden. Der Hydraulikmotor selbst dreht bei maximalem Durchfluss
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mit 15.000 Umdrehungen/Minute. Die Übersetzung zwischen Antriebsrad und Trennring sorgt für die geringere Drehzahl der Trennscheibe. Da wir wissen, welche Drehzahl im Motor bei einem Durchfluss von 40 l/min vorliegt, kann schnell errechnet werden, dass das Fördervolumen bei einer Zahnraddrehung ca. 3 cl beträgt (40.000 cl/15.000 rpm = 2,7 cl). Es muss sich also um einen kleinen Motor mit großer Leistung handeln (hohem Hydraulikdruck). Druck Der Öldruck zur Maschine darf 140 bar nicht übersteigen. So hohe Druckwerte wie der maximal zugelassene kommen praktisch nur beim Festklemmen der Maschine vor und in dem Fall muss eine Überdrucksicherung ausgelöst werden, um Schäden am Hydrauliktrennschleifer und am Aggregat zu vermeiden. Da die Partner K3600 keine Überdrucksicherung hat, muss das Hydraulikaggregat mit einem Druckbegrenzer ausgestattet sein. An jedem universell anwendbaren Hydraulikaggregat kann der maximale Druck eingestellt werden. Partner Hydraulikaggregat Partner vertreibt eigene Aggregate, die für einen direkten Anschluss an die hydraulisch betriebenen Geräte von Partner konzipiert sind. Die Aggregate gibt es sowohl mit Elektroantrieb als Partner HE42 als auch mit Verbrennungsmotor als Partner HP40. Beide Hydraulikaggregate sind in ihrem Druck begrenzt auf 140 bar und leisten maximal 40 l/min. Beim Partner HP40 kann die Durchflussmenge auch auf 30 oder 20 l/min eingestellt werden, beides sind normierte Durchflussklassen gemäß HTMA-Standard. Das Aggregat kann somit für Werkzeuge eingesetzt werden, die mit geringeren Durchflussmengen betrieben werden. Beide Aggregate sind mit einer Kühlung für das Hydrauliköl ausgestattet. In Zusammenhang mit den Hydraulikaggregaten möchten wir auf die separaten Produktdatenblätter und technischen Beschreibungen hinweisen.
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Fremde Hydraulikquellen In Bauunternehmen findet man immer häufiger Maschinen, die hydraulisch angetrieben werden, die also ein eigenes Hydraulikaggregat besitzen, das für den Betrieb des Hydrauliktrennschleifers genutzt werden kann. Hier folgen nun einige Beispiele üblicher Werte: Lastwagen mit Kippeinrichtung, ca. 60 l/min, mit Kran ca. 150 l/min. Maximaler Druck ca. 200 bar. Bagger (Cat MSerie) ca. 40 l/min, maximaler Druck ca. 200 bar. Minibagger/Kleinlader (Bobcat) 30–80 l/min. Die meisten dieser Maschinen verfügen also über genügend Druck und Durchflussmenge, um damit die Partner K3600 und K2500 anzutreiben. Jedoch ist die Wahrscheinlichkeit gering, dass die Werte für Durchfluss und maximalen Druck völlig mit den Anforderungen der K3600 übereinstimmen. In dem Fall muss dann die Hydraulik mit einem Überdruckventil versehen werden, das bei 140 bar auslöst, was sich jedoch ohne Schwierigkeiten bewerkstelligen lassen sollte. Die Durchflussmenge ist in der Regel proportional zur Drehzahl des jeweiligen Antriebsmotors, es muss also die Durchflussmenge gemessen werden, um die richtige Motordrehzahl für 40 l/min zu ermitteln.
Startschalter Der Starter bestimmt, welchen Weg das Hydrauliköl nimmt, entweder während des Betriebes durch den Motor oder über einen Bypass-Kanal am Motor vorbei, wenn die Maschine nicht arbeitet. Servogesteuerter Startschalter Die neue K3600 ist am Startschalter mit einer Servofunktion ausgestattet, die ihre Vorgängerin K3500 noch nicht hatte. Durch diese Technik ist es möglich, die Kraft, die nötig ist, um den Startschalter beim Trennen gedrückt zu halten, auf ein angenehm niedriges Niveau zu reduzieren.
Partner FC40 Eine einfachere und vor allem sicherere Art, die Durchflussmenge und den maximalen Druck zu regeln, ist der Einsatz des Durchflussmengen- und Druckreglers Partner FC 40. Dieser kann auf drei unterschiedliche Ausgangs-Durchflussmengen gemäß HTMA-Standard eingestellt werden. FC40 wird auf Seite 11 näher erläutert.
Hydraulikanschluss Der Trennschleifer wird mit zwei Schläuchen an das Hydraulikaggregat angeschlossen, einem Druckschlauch und einer Rückleitung. Der Innendurchmesser beträgt 1/2˝. Die Schläuche sind mit 3/8˝-Anschlüssen gemäß HTMA-Standard versehen. Der Anschluss erfolgt tropffrei, das heißt beim Zusammenkoppeln des Anschlusses öffnet sich ein Verschlussstopfen. Hierdurch wird auch das Risiko minimiert, dass Schmutz ins System gelangt. Schlauchlänge/Druckverlust Der Schlauch kann um eine weitere 6 m-Länge verlängert werden, es kommt dabei jedoch zu einem gewissen Druckverlust bei voller Durchflussmenge (40 l/min) durch die Reibung des Öls am Schlauch. Durch kaltes Öl und geringe Viskosität nimmt der Druckverlust zu. Muss der Schlauch noch weiter verlängert werden, kann dem Druckverlust entgegengewirkt werden, indem Hydraulikschläuche und Verbindungen mit größeren Durchmessern genommen werden. Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass dadurch eine große Wirkung erzielt werden kann. In etwa so stellen sich die Druckverluste dar bei 38 l/min mit Öl 30 cSt bei 50°C:
Maße
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Hydraulikschlauch
3/8˝ 1/2˝ 5/8˝ 3/4˝
Kupplung/St
3/8˝ 1/2˝
Druckverlust 2,0 0,5 0,16 0,06
bar/m bar/m bar/m bar/m
1,3 bar 0,4 bar
Um das Arbeitsprinzip verstehen zu können, muss man zunächst einige wichtige Details betrachten. Im Hauptventil (1) befindet sich eine sehr kleine Bohrung, durch die ein geringer Ölstrom durch den Kolben fließt, der anschließend das Servoventil (2) passiert, sofern es geöffnet ist. Das Servoventil wird mechanisch vom Startschalter aus betätigt. Im System gibt es auch eine schwache Feder, die die Aufgabe hat, das Hauptventil zu schließen. Diese Feder ist notwendig, um zwischen Stopp und Start umschalten zu können. Motor in Ruhestellung Das Servoventil ist offen. Das Öl kann sowohl durch den Bypass-Kanal als auch durch den Servokanal durch das Loch im Hauptventil strömen. Die Trennscheibe bietet dem Zahnradmotor Widerstand, der ausreicht, um die schwache Feder über dem Hauptventil zusammenzupressen. Auch wenn der Motor nicht läuft, gibt es also einen geringen Druckunterschied zwischen der Druck- und der Rücklaufseite. Dieser Druckunterschied verursacht einen Durchfluss durch das Loch im Hauptventil, während gleichzeitig das Hauptventil nach oben gedrückt wird und so Öl durch den Bypasskanal strömen kann. Starten des Motors Das Servoventil wird geschlossen. Auf beiden Seiten des Hauptventils baut sich nun der gleiche Druck auf. Die Feder schiebt das Hauptventil langsam in dem Maß herunter, wie Öl in den Raum über dem Zylinder strömt. Sobald der Bypass-Kanal vollständig geschlossen ist, startet der Motor. Das Hauptventil bleibt geschlossen, da die Fläche über dem Hauptventil größer ist als die untere Fläche am Bypass-Kanal. Wenn Betriebsdruck herrscht, hat die Feder keine Schließfunktion. Der Kanal bleibt geschlossen, egal wie hoch der Druck auf der Druckseite ansteigt.
Hydraulikmotor Der Hydraulikmotor ist ein Zahnradmotor. Wo die beiden Zahnräder ineinander greifen, bilden sie eine Dichtung und zwingen dadurch das Hydrauliköl, in den Raum zwischen den Zähnen und dem Motorgehäuse (Außenseite) zu fließen, um zur Rücklaufseite zu gelangen. Ein Zahnrad ist mit einer Welle ausgestattet, die bis zum Antriebsrad der Trennscheibe reicht. Dadurch dass die Zahnräder mechanisch miteinander verbunden sind, wird die Kraft beider auf die Welle übertragen. Auf dem Foto ist das Servoventil rechts neben dem Zahnrad zu sehen und weiter oben rechts das federbelastete Hauptventil.
Exzentrischer Antrieb A A
C B C
C
D
B
Das einzigartige Prinzip der K3600 ist der exzentrische (außerhalb des Zentrums gelegene) Antrieb der Trennscheibe. Würde dieses Antriebsprinzip der Maschine nicht so einmalige Eigenschaften verleihen, gäbe es sie längst nicht mehr auf dem Markt. In der praktischen Anwendung hat der exzentrische Antrieb die Entwicklung vor erhebliche Aufgaben gestellt, ebenso groß sind die Anforderungen in der laufenden Herstellung. Antrieb und Steuerung der Trennscheibe (A) geschehen folgendermaßen: Das Antriebsrad (B), das direkt mit dem Hydraulikmotor verbunden ist, ist mit einer Nut versehen, an der die Scheibe anliegt. Die beiden Führungsrollen (C) üben eine Spannkraft in Richtung Zentrum der Scheibe aus, wodurch die Scheibe gegen das Antriebsrad gedrückt wird. In der rechten Abbildung ist zu sehen, wie die Führungsrolle in die Nut der Trennscheibe greift und damit eine Andrückkraft hin zum Antriebsrad erzeugt. Die einzige Aufgabe der Stützrolle (D) besteht darin, einen Gegendruck zu den Führungsrollen sicher zu stellen. Durch dieser Bauweise hat die Trennscheibe sowohl radiale als auch axiale (Dreh- und seitliche Bewegung) Führung. Die Trennscheibe wird an drei Punkten geführt, während die Kraft zum Antriebsrad für ausreichend Reibung für den Antrieb der Trennscheibe sorgt.
Antriebsrad, Führungs- und Stützrollen Verschleißteile Antriebsrad, Führungs- und Stützrollen sind Verschleiß ausgesetzt. Die Umgebungsbedingungen für diese Bauteile sind denkbar ungünstig: Wasser in Kombination mit feinstem Sand - eine ausgezeichnete Schleifpaste! Daher wurde großes Gewicht darauf gelegt, dass Wartungsmaßnahmen schnell und unkompliziert auszuführen sind. Dadurch, dass ausschließlich Teile, die Verschleiß ausgesetzt sind, ausgewechselt werden müssen, werden die Kosten niedrig gehalten. Antriebsrad Die Antriebsradeinheit kann zerlegt werden und das eigentliche Antriebsrad lässt sich leicht auswechseln, nachdem die Schraube im Zentrum herausgedreht worden ist. Das Antriebsrad verschleißt in ungefähr der gleichen Zeit wie die Trennscheibe und wird üblicherweise zum gleichen Zeitpunkt ausgetauscht. Bei der Demontage wird das Antriebsrad mit einer Sperre arretiert. Die richtige Kraft gegen das Antriebsrad und die Trennscheibe wird von der Feder über der Führungsrolle bewirkt, die zusammengedrückt wird, sobald der Hebel in die Arretierstellung gebracht wird. Führungs- und Stützrollen Die Führungsrollen werden mit den Einstellschrauben an der Außenseite des Gehäuses so eingestellt, dass kein Spiel zur Trennscheibe vorhanden ist. Die Führungs- und Stützrollen sind gleich aufgebaut. Sie bestehen aus einem Lagergehäuse, das zwei gekapselte Kugellager einschließt, und einem (rotierenden) Mantel, der als Führungs- bzw. Stützrolle dient. Der gefurchte Zwischenraum ist eingefettet, um damit das Eindingen von Wasser oder Partikeln in die Kugellager zu verhindern. Dadurch, das lediglich Verschleißteile (der rotierende Mantel) ausgewechselt werden müssen, sind die Wartungskosten niedrig.
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Trennscheiben Für die Partner K3600 gibt es Trennscheiben in unterschiedlichen Härten. Die Trennscheiben sind patentierte Spezialscheiben, bei deren Herstellung besonderes Augenmerk auf die Maßgenauigkeit und das Material des Körpers gelegt wird, damit eine perfekte Zusammenarbeit der Scheibe mit dem Antriebs- und Führungssystem gewährleistet ist.
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Lasergeschweißte Segmente – TwinWeld Das Diamantsegment ist von beiden Seiten auf dem Körper in Laserschweißtechnik befestigt, um den starken Belastungen, denen eine Handtrennschleifmaschine ausgesetzt ist, standzuhalten. Die Partner K3600 ist für den professionellen Gebrauch konzipiert und die Qualität des Diamantsegmentes gehört zum Besten, was auf dem Markt erhältlich ist. Qualität bedeutet in diesem Zusammenhang einen hohen Anteil reiner (harter) Industriediamanten, was sich in der Praxis durch hohe Abtraggeschwindigkeit und lange Lebensdauer bemerkbar macht. Die Scheiben sollten immer mit Wasserkühlung betrieben werden. In der Verpackung der Trennscheibe befindet sich eine Tabelle mit Empfehlungen für die Auswahl der Scheibe zum jeweiligen Material. Härtegrade der Scheibe Das Segment, das den trennenden Teil der Scheibe darstellt, besteht aus kleinen, in eine Metalllegierung eingegossenen Diamanten. Bei der Härte der Scheibe geht es um die Widerstandskraft des bindenden Metalls gegen Abnutzung und nicht um die Diamanten. Sehr beanspruchende, jedoch weiche Materialien, wie beispielsweise Ziegel, erfordern harte Scheiben, während harte Materialien wie Granit weiche Scheiben erfordern. Diamant ist das härteste bekannte Material. Eine weitere Eigenschaft von Diamant ist, bei Abnutzung zu splittern und danach immer neue aggressive, scharfe Kanten zu bilden. Das Verbundmetall wird dagegen in feinen Partikeln abgeschliffen. Bei richtiger Wahl der Scheibe erhält man eine ausgewogene Abnutzung von Diamanten und Verbundmetall. Drehrichtung
,,,,,,,,,,,, Optimale Härte Der Verschleiß der Segmentes findet ausgewogen statt, so dass das Verbundmetall während der ganzen Zeit etwas stärker als die Diamanten abgenutzt wird. Auf der „Leeseite" der Diamanten wird das Metall geschützt und erhält so automatisch eine Abstützung.
Drehrichtung
,,,,,,,,,,,,, Zu weiche Scheiben Das Verbundmetall nutzt sich schneller ab als die Diamanten. Die Diamanten reichen zu weit aus dem Metall heraus und splittern in großen Stücken, ohne dass die Lebensdauer der Diamanten voll ausgeschöpft wird. Das Ergebnis sind hoher Verschleiß und eine schlechte Trennbilanz.
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Drehrichtung
Zu harte Scheiben Das Verbundmetall wird nicht ausreichend abgenutzt, damit die Diamanten arbeiten können. Das Ergebnis ist ein geringer oder gar kein Trenneffekt, hin und wieder auch tritt als Folge eine Oberflächenüberhitzung ein (glazing). Indem man stark abnutzendes Material schneidet, zum Beispiel Ziegel oder Leichtbeton, kann das Blatt wieder nutzbar gemacht werden. (Leichtbeton nutzt Diamanten weniger, das Bindemetall dafür mehr ab.)
Wasserkühlung Wasserblatt Damit das Kühlwasser eine möglichst gute Wirkung im Trennschnitt erzielen kann, während man gleichzeitig aus praktischen Gründen einen möglichst geringen Wasserverbrauch haben möchte, ist die K3600 mit einem Wasserblatt mit fünf Düsen zum Verteilen des Wassers auf der Trennscheibe ausgestattet. Das Wasser kühlt die Trennscheibe und bindet außerdem das feine Steinmehl zu einer flüssigen Masse, die sich leicht aus dem Schnitt entfernen lässt. Die U-förmigen Ausschnitte in der Trennscheibe zwischen den Diamantsegmenten dienen dem Transport des Wassers und des geschnittenen Materials. Der Wasserteller hat neben der Funktion, Wasser an die Schnittstelle zu transportieren, noch die Aufgabe, die Trennscheibe gegen Verdrehung zu stützen, und erleichtert so das Erzielen von geraden Schnitten. Der Startschalter steuert den Wasserfluss Bei der Partner K3600 wurde eine Verbesserung in praktischer Hinsicht eingeführt. Statt eines separaten Ventils wie früher wurde diese Funktion nun in den Startschalter integriert. Das bedeutet, dass die Wasserzufuhr für die Trennscheibe nur dann freigegeben ist, wenn die Maschine in Betrieb ist. Der Hebel hat zwei Stellungen: geschlossen oder offen. Stufenloser Wasserfluss Die Durchflussmenge wird durch ein separates Ventil über der Anlasssperre stufenlos reguliert. Dies kann man bequem während des Schneidens mit dem Daumen machen. Diese Optimierungen zielen alle darauf ab, die Wassermenge besser einstellen zu können und einen idealen Durchfluss zu erreichen, um in feuchteempfindlichen Bereichen, wie zum Beispiel in Innenbereichen, das Trennschleifen zu erleichtern. Für den Sägenführer bedeutet dies auch weniger Ärger mit Spritzwasser. Wird in einer Umgebung getrennt, die nicht unkontrolliert feucht werden darf, empfiehlt sich der Einsatz eines Nassaugers, um die Feuchtigkeit aufzufangen.
Ergonomie Die Ergonomie steht bei der Konstruktion einer jeden Partner Trennschleifmaschine im Vordergrund. Konkret bedeutet das, dass die Maschinen in der Anwendung bequem und sicher sein sollen. Geringes Gewicht Jedes Gramm, das eingespart werden kann, steigert das Wohlbefinden des Bedieners. Die K3600 besteht aus automatisch geformten Aluminiumguss statt wie frühere Maschinen aus Magnesium. Aluminium ist stabiler und kann daher dünner gegossen werden. Der Maschinenkörper besteht aus zwei gegossenen Kunststoffhälften, in denen sich die Regler für den Startschalter und die Wasserkühlung befinden. Das Gewicht der Partner K3600 beträgt inklusive Scheibe 8,7 kg. Die Schläuche kommen an der Unterseite der Maschine heraus, wodurch ein Teil des Schlauchgewichtes auf die Trennscheibe in der Schnittspur übertragen wird – was für den Bediener angenehmer ist. Abstand zwischen den Handgriffen Der vordere Handgriff ist in Längsrichtung verstellbar. In der Regel bietet der große Abstand die besten Ergonomie- und Kontrollbedingungen, während man mit dem Handgriff in der hinteren Stellung gut an der Decke oder anderen schwierigen Stellen arbeiten kann. Schutzhaube Die Schutzhaube erfüllt zwei Aufgaben. Sie dient sowohl als Schutz für den Bediener vor unbeabsichtigter Berührung der Trennscheibe als auch als Spritzschutz. Die obere Schutzhaube kann nach hinten geklappt werden, damit sie nicht beim Schneiden an der Decke stört. Die Rollen oben bewirken, dass die Haube sich nicht in Fugen oder an anderen Unebenheiten festhakt. Die untere Schutzhaube kann ebenfalls nach hinten geklappt werden, damit problemlos bis auf den Boden herunter geschnitten werden kann. Alle Bedienelemente im Handgriff Wie schon an anderer Stelle erwähnt, werden sowohl die Wasserzufuhr als auch die Wassermenge vom Handgriff aus geregelt, ohne dass der Bediener die Hand vom Griff nehmen muss. Dadurch arbeitet er sicherer und bequemer. Unkomplizierte Wartung Die erforderliche routinemäßige Wartung umfasst den Austausch der Führungs- und Stützrollen sowie des Antriebsrades. Dies ist jeweils einfach und schnell ausführbar. Nach der Arbeit wird die Maschine am einfachsten mit einem Schlauch abgespritzt. Alle empfindlichen Teile sind abgedichtet.
Partner K2500 Die hydraulisch betriebene Partner K2500 bietet sich für viele Arbeiten an, stellt aber auch eine wertvolle Ergänzung zum Ringtrennschleifer K3600 dar. Die K2500 hat ein Trennschleifaggregat für eine 16˝ (400 mm) Trennscheibe, die eine Schnittiefe von bis zu 145 mm erreicht. Mit ihrem Gewicht von 8,3 kg (ohne Trennscheibe) bietet sie ein unschlagbares Verhältnis von Gewicht und Leistung. Die K2500 ist ideal bei umfangreicheren Arbeiten, bei denen man längere Zeit mit einem Handgerät arbeiten muss.
Anwendungsgebiete Die Partner K2500 muss natürlich an eine Hydraulikquelle angeschlossen werden, wodurch sie in erster Linie für größere und stationäre Arbeiten oder an Orten, an denen der Zugang zu einem Hydraulikaggregat besteht, geeignet ist. Innenbereiche – keine Abgase Die K2500 ist unter den zentrisch getriebenen Geräten für das Freihandschneiden mit Wasserkühlung in Innenräumen ungeschlagen. Die elektrisch betriebenen Maschinen können bekanntlich lediglich trocken schneiden. Rohrgräben, Brunnen Die Partner K2500 ist ideal für das Schneiden in Rohrgräben, Brunnen u.a. Diese Arbeiten kommen u.a. im Straßen- und Tiefbau vor. Das komplett geschlossene Antriebssystem der K2500 macht sie im Vergleich zu benzinbetriebenen Trennschleifern unempfindlich gegen schwierige Umgebungsbedingungen wie Lehm, Wasser, Staub etc. Bei Verbrennungsmotoren entsteht giftiges Kohlenoxid, das schwerer als Luft ist und sich in Vertiefungen ansammelt. Mit der K2500 steht man auf der sicheren Seite. Ein Bagger dürfte bei Tiefbauarbeiten immer in der Nähe sein und viele haben einen für die K2500 geeigneten Hydraulikanschluss. Als Ergänzung zur K3600 Die K2500 ist aufgrund ihrer Bauweise mit dem zentrischen Antrieb unempfindlicher bei rauer Betriebsweise und besitzt im Prinzip keine abnutzenden Teile, was die Kosten pro bearbeiteter Fläche im Vergleich zur K3600 geringer ausfallen lässt. Da beide Maschinen das gleiche Hydraulikaggregat benötigen, benutzen viele Betonbohr-Unternehmen die K2500 als Ergänzung für die Arbeiten, die keine großen Schnittiefen erfordern. Ergebnis davon ist, dass die K2500 auch für Wandschnitte genutzt wird, für die Vorschnitte, und anschließend zur K3600 für die volle Schnittiefe gewechselt wird. Die Trennscheiben für diese Zwecke gibt es in der gleichen Segmentbreite wie die der K3600 (4,5 mm). Schneiden von Schienen Die Partner K2500 ist aufgrund ihrer hohem Motorleistung die ideale Maschine zum Schneiden von Schienen. Gemeinsam mit der Einspannvorrichtung zum Schienenschneiden Partner RA10 erhält man in wenigen Minuten absolut winkelgenaue Schnitte.
9
Hydraulikmotor Hydraulikmotor und Servosystem sind im Großen und Ganzen identisch mit der K3600 (siehe Seite 6). Die Zahnräder des Hydraulikmotors sind hingegen 25,8 mm statt 9,5 mm hoch, wodurch die K2500 bei 40 l/min eine geringere Umdrehungszahl von 4100 rpm aufweist Diese wird durch Riementransmission auf eine Drehzahl von 4800 rpm an der Trennscheibe gebracht. Die Übertragung bei der K2500 erfolgt im Prinzip schlupffrei und der geringe Druckunterschied zwischen Druck- und Rücklaufseite im System bei nicht aktiviertem Startschalter würde das Hydrauliköl genauso durch den Motor strömen lassen wie auch durch den Bypasskanal. Die Trennscheibe würde in dem Fall langsam rotieren. Die Lösung ist das federbelastete Ventil am Motor, das das Öl durch das Hauptventil leitet. (Der schmale Kanal ist der Ventilablauf). Sobald der Startschalter aktiviert wird, baut sich ein Druck auf und das Ventil lässt Öl in den Motor strömen. Das Ventil fungiert auch als Bremse und lässt die Trennscheibe einige Sekunden nach Loslassen des Startschalters anhalten.
Drehbarer Trennarm Eine unschätzbare Eigenschaft ist der drehbare Trennarm. Hierdurch wird es möglich, dicht an der Wand oder dem Boden entlang zu schneiden, wobei der Scheibenschutz die einzige Begrenzung darstellt. Um die hervorragenden ergonomischen Eigenschaften auszunutzen, sollte sich der Trennarm jedoch im Normalfall in aufrechter Stellung befinden.
Scheibenschutz Der Scheibenschutz ist die wichtigste Sicherheitsvorrichtung an der Maschine. In der Hauptsache ist sie dazu da, den Bediener vor Schneidpartikeln zu schützen, muss jedoch auch einem Trennscheibenbruch standhalten. Der Scheibenschutz besteht aus Stahlblech, mit doppelter Blechdicke am Umfang. Der Scheibenschutz muss je nach Schneidvorhaben eingestellt werden. Das Einstellen kann zudem auch während eines Arbeitsganges notwendig werden. Daher muss die Justierung schnell und unkompliziert gehen, wie eben bei der einhändig zu bedienenden Scheibenschutz von Partner. Die hintere Kante des Scheibenschutz soll in der Regel am zu trennenden Objekt anliegen. Der Großteil der Partikel wird dann an dem Scheibenschutz entlang nach vorne weggeleitet. An den Scheibenschutz kann ein Nasstrennsatz angebracht werden.
Ergonomie Trennarm Wie auch die benzinbetriebenen Trennschleifer von Partner hat die K2500 einen Riemenantrieb. Im Vergleich mit dem Direktantrieb erfolgt durch den Riemen eine sanfte Kraftübertragung, die die Lagerung des Hydraulikmotors schont. Die bedeutend unempfindlicheren Lager der Spindelachse nehmen statt dessen die beim Schneiden entstehenden Vibrationen auf. Die K2500 ist selbstverständlich mit der halbautomatischen Riemeneinstellung von Partner ausgestattet – der Eingriff dauert nur Sekunden – was im Übrigen auch die einzige regelmäßige Wartung bei der Partner K2500 ist! Die Maschine ist vorgesehen für eine 16˝ Trennscheibe und die Flanschscheiben sind an de Welle zur Trennscheibe hin gegen Verdrehung gesichert – kein selbsttätiges Lösen möglich. Die Spindelachse hat leicht austauschbare Buchsen, um Trennscheiben mit folgenden Lochdurchmessern zu montieren: 20,0 mm, 22,2 mm, 25,4 mm (1 Zoll) und 30,5 mm.
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Konstruktive Lösungen für eine hervorragende Ergonomie sind das besondere Kennzeichen der Partner-Maschinen. Unter diesen gehört die K2500 zur Elite. Gewicht – 8,3 kg Der außerhalb der Maschine liegende Antrieb zeichnet die K2500 aus für einen Preis in Ergonomie: für geringes Gewicht und ausgewogene Gewichtsverteilung. Durch die schlanke Form der Maschine liegt ihr Schwerpunkt nah am Körper des Bedieners, was besonders benutzerfreundlich ist. Das Handgriffsystem Der vordere und hintere Handgriff liegen in einer Linie mit der Trennscheibe, wodurch der Vorschub direkt über der Trennscheibe liegt und der Schnitt automatisch gerade wird. Bei horizontalem Schneiden, wenn der Bediener die ganze Maschine halten muss, bietet der vorgezogene vordere Handgriff hierfür den richtigen Gewichtsausgleich.
FC40 Durchflussmengenregelung Um die Funktion der Durchflussregulierung zu erläutern, müssen verschiedene Fälle betrachtet werden.
Partner FC40 Beim Partner FC40 handelt es sich um ein praktisches Zubehörteil zur Regelung von Druck und Durchflussmenge von verschiedenen Hydraulikpumpen an Hydraulikwerkzeuge. Der FC40 kann an eine Hydraulikpumpe angeschlossen werden, die maximal 120 l/min und einen maximalen Druck von 210 bar leisten darf. In der Baubranche gibt es viele geeignete Maschinen, an die der FC40 angeschlossen werden kann, zum Beispiel Bagger, Radlader, Lastwagen u.a. HTMA-Standard Am FC40 gibt es ausgangsseitig drei fest eingestellte Durchflussmengen, 20, 30 oder 40 l/min. Diese Werte entsprechen dem HTMA-Standard, das heißt der FC40 kann auch für andere Geräte als nur für Partner-Trennschleifer eingesetzt werden. Für Geräte, die nicht nach HTMAStandard arbeiten, können Zwischenwerte eingestellt werden. Der Maximaldruck für das Werkzeug ist auf 140 bar eingestellt, kann jedoch verändert werden.
0
0
40 20
30 0 l/min
100 l/min
M
Zuerst soll hier auf die Funktion des Durchflussmengenwählers näher eingegangen werden. Dieser steht auf „0“, der Kanal ist geschlossen und die gesamte Ölmenge muss zur Rücklaufseite zurückfließen. Der Durchfluss von der Pumpe drückt das federbelastete Durchflussventil zur Seite und lässt das Öl unter relativ geringem Druck passieren.
0
40 20
30 30 l/min
100 l/min
40 Durchflussmängenwähler
20
30
M Druckmessung
P
M Durchflussventil
Hydraulikpumpe
Partner FC40
Hydraulikwerkzeug
Aufbau An die Seite „IN“ des FC40 wird die Hydraulikpumpe mit zugehörigem Rücklaufsystem angeschlossen und an die Seite „OUT“ das Werkzeug. Die Durchflussmenge zum Werkzeug wird über den Durchflussmengenwähler eingestellt. Durch Drosselung des Einlaufkanals wird die Durchflussmenge vermindert. Dabei erhöht sich der Druck vor der Drossel wie unten dargestellt.
In der oberen Abbildung steht der Durchflussmengenwähler auf 30 l/min. Die Einlassöffnung des FC40 ist teilweise gedrosselt und der größte Teil passiert das Durchflussventil und gelangt direkt zum Rücklauf.
0
40 20
100 l/min
30 40 l/min
M
P
P
In der linken Abbildung ist die Fließgeschwindigkeit niedrig und die Druckdifferenz auf beiden Seiten der Drosselung gering. In der rechten Abbildung ist die Fließgeschwindigkeit hoch. Vor der Drosselung ist der Druck hoch, während er hinter der Drosselung genau so hoch wie vorher ist. Diese Druckdifferenz bei variierendem Durchfluss durch eine Drosselung ist das Prinzip der Durchflussregulierung beim FC40.
Eine Partner Trennschleifmaschine wird in Betrieb genommen (40 l/min). Der Druck (Widerstand) in der Zuführungsleitung nimmt zu. Dieser Druck wird auch durch den schmalen Kanal zur Rückseite des Durchflussventils hin geleitet und es kommt so zu einer Drosselung. Je höher der Druck in der Zuführungsleitung, desto stärker wird die Drosselung und umgekehrt. Der Durchfluss zum Werkzeug bleibt konstant. In der Beschreibung ist die Drucküberwachung nicht erwähnt worden, die aus einem Überdruckventil besteht nach dem einfachen Prinzip, das auf Seite 14 „Überlastungsschutz“ beschrieben wird.
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Anhang: Hydraulik Mit Hydraulik ist die Kraftübertragung mit Hilfe einer Flüssigkeit gemeint. In diesem Zusammenhang wird Öl genommen, das neben der Kraftübertragung die Bauteile des Systems schmiert und kühlt. Hydraulische Kraftübertragung erfolgt in der Regel in geschlossenen Systemen, das heißt, das in Frage kommende flüssige Medium wird in einen Behälter rücküberführt und wieder benutzt. Ein hydrauliHydraulikmotor sches System besteht aus einer Kraftquelle, einer Pumpe beliebiger Bauart, und einer aufnehmenden Einheit, die die Arbeit macht, zum Beispiel einem Hydraulikmotor. In der Regel sind außerdem noch „Übertragungswege" notPumpe wendig, zum Beispiel Schläuche. Ein Vergleich mit einem mechanischen System führt in der Regel in die richtige Richtung, zum Beispiel Motor, Kette, Rad. Druck und Durchfluss Im Zusammenhang mit Hydraulik gibt es zwei fundamentale Begriffe, nämlich Druck und Durchfluss. Versteht man, wie diese beiden arbeiten und zusammenwirken, kann man die meisten auftauchenden Probleme und Fragestellungen lösen. Druck Um den Druck zu erklären, wird hier als Beispiel ein statisches Hydrauliksystem vorgestellt. An diesem Beispiel kann man gut sehen, wie Hydraulik für Bewegungs100 cm2 102 und Kraftübertragung cm anwendet werden kann. Wie auf dem nebenstehenden Bild muss man sich einen abgeschlossenen, mit Wasser gefüllten Behälter vorstellen. Im Behälter sitzen zwei bewegliche Kolben. Einer hat eine Fläche von 100 cm2 und der andere eine von 10 cm2. Nun wird ein Gewicht von 1 kg auf den kleineren Kolben gestellt und ein 10 kg schweres auf den großen Kolben. Für die Abbildung gilt folgendes: Gleichgewicht: Da die Gewichte proportional zu den Flächen sind, auf denen sie stehen (1 hg/cm2), befindet sich das System im Gleichgewicht, die Kolben stehen still. Bewegungsübertragung: Die Flächen der Kolben auf der Wasserseite stehen zueinander im Verhältnis 1:10. Wird der kleine Kolben 10 mm runtergedrückt, bewegt sich der große um 1 mm. Zwischen den Kolben hat sich das gleiche Flüssigkeitsvolumen verändert und die Hydraulik wurde eingesetzt, um verschieden große Bewegungen zu verursachen. Kraftübertragung: Bei der Übertragung von Bewegung wird auch Kraft übertragen – das, was an Bewegung aufgezehrt wird, wird an Kraft hinzugewonnen. Die Belastung des kleinen Kolbens übt auf den großen Kolben eine Hubkraft aus, die 10 mal größer ist. Diese grundlegenden Eigenschaften werden für die Funktionen in Hydraulik- und Druckluftsystemen angewandt. Häufig können in Maschinen höchst komplizierte Funktionen mit einem verblüffend einfachen mechanischen Aufbau ausgeführt werden.
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Maße für Druck Damit es Sinn macht, muss Druck immer in Bezug auf eine bestimmte Fläche gemessen werden, üblicherweise Quadratzentimeter. Früher wurde der Druck häufig in kg/cm2 (eigentlich kp/cm2) gemessen, was nach wie 10 Newton vor wegen seiner Eingängigkeit von vielen so 1 cm2 gehandhabt wird, denn wir haben ein gewisses 1 bar 10 Newton Vorstellungsvermögen von der Gewichtseinheit kg. Da Techniker und Physiker heutzutage jedoch die Einheit Newton für Gewicht und Kraft bevorzugen, 10 N entsprechen 1 kp, wird inzwischen die Einheit bar für den Druck u.a. in Hydrauliksystemen angewandt (1 bar entsprechen 1 kp/cm2). Eine Kraft von 10 Newton/cm2 übt einen Druck von 1 bar aus. Beachten Sie, dass jede 1 cm2 große Fläche in dem oben beschriebenen Behälter einem Druck von 1 bar ausgesetzt ist. Man kann den Druck also an jeder beliebigen Stelle des Behältnisses messen. Durchfluss Der Durchfluss in einem Hydrauliksystem ist die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit, die häufig in Litern pro Minute (l/min) gemessen wird. In mehr oder weniger statischen Systemen wie beispielsweise einem Hebewerkzeug, ist dieser Begriff nicht von Interesse. Will man jedoch verschiedene Vorrichtungen mit bestimmten Geschwindigkeiten betreiben, wie Kräne, Fahrzeuge, Trennschleifer etc., ist der Durchfluss ein wichtiger Parameter. Das Hydraulikaggregat pumpt ein bestimmtes Volumen pro Drehung oder Pumpenhub. Wird die Geschwindigkeit der Pumpe verändert, ändert sich selbstverständlich auch der Durchfluss. Ist die Kapazität der Pumpe bekannt, kann die Bewegung auf der aufnehmenden Seite berechnet werden. Ist die Fläche des Hydraulikkolbens bekannt, kann die Bewegungsgeschwindigkeit berechnet werden und ist das Durchströmvolumen des Hydraulikmotors pro Umdrehung bekannt, kann die Umdrehungszahl berechnet werden. Druck- und Durchflussmessung Bei vielen hydraulischen Anwendungen ist es wichtig, Druck und Durchfluss messen zu können. Das unten folgende Modell zeigt das Prinzip, wie eine solche Messeinheit aufgebaut ist. Der Durchfluss wird durch einen offenen Kanal mit Hilfe eines Propellers gemessen, der an einen Generator angeschlossen ist. Ein elektrisches Messinstrument zeigt den Durchfluss an. Der Druck wird von einem federbelasteten Kolben gemessen, dessen Lage sich je nach Druck ändert. Die Lage des Kolbens wird auf einem Messinstrument registriert.
PRESSURE
FLOW
Bar
L/min
0
140
0
40
Hydraulik im Vergleich zu Druckluft Für diejenigen, die es gewohnt sind, mit Druckluft statt mit Hydraulik zu arbeiten, lohnt sich ein Vergleich der beiden Systeme, da die Funktionsweisen ganz unterschiedlich sind. Ein grundlegender Unterschied ist folgender: Ein Gas lässt sich komprimieren, eine Flüssigkeit hingegen nicht. In einem Druckluftsystem nutzt man dies aus, um Energie aufzubauen, die später genutzt werden Werkzeug soll: ein Kompressor baut Druck auf, der in einem Tank gesammelt wird. Wird keine Luft verbraucht, ist der Durchfluss Tank gleich null. Der Druck ist konstant im System. In der Praxis variiert der Kühler Druck jedoch. Der Kompressor hat einen KompEinschalt- und einen M ressor Ausschaltdruck in einem Intervall, was jedoch in diesem Fall keine Rolle Filter spielt. Druckluftsystem: – Konstanter Druck – Durchfluss bei Betrieb Hydraulik – stumme Kraftübertragung Hydraulische Systeme sind aus praktischen Erwägungen immer als geschlossene Systeme ausgeführt. Die Hydraulikflüssigkeit wird in einen Kreislauf gepumpt, in dem sie eine Arbeits- und eine Rücklaufphase durchläuft, um anschließend nach dem Sammeln in einem Tank wieder zum Einsatz zu kommen. Werkzeug
Filter Pumpe
M
Praktische Unterschiede – Druckluft/Hydraulik Ein wesentlicher Unterschied zwischen Druckluft und Hydraulik ist, dass bei einem Druckluftsystem mehrere Geräte an einen Kompressor angeschlossen werden können, da der Druck konstant ist und während des Betriebs Durchfluss herrscht. Da sich im Hydrauliksystem während des Betriebs der Druck verändert, können nicht mehrere Trennschleifmaschinen an ein Hydraulikaggregat angeschlossen werden. Der Vorteil des Hydrauliksystems für den Betrieb von Trennschleifgeräten und für andere Anwendungen liegt darin, dass sich Flüssigkeiten nicht komprimieren lassen. Die Kraftübertragung ist wie eine mechanische. Das bedeutet, dass die Trennscheibe unabhängig von der Belastung mit gleicher Geschwindigkeit rotiert – solange die Antriebsquelle die Pumpenleistung beibehält. In einem Druckluftsystem würde sich statt dessen die Drehzahl der Trennscheibe je nach Belastung ändern. Es wurde zwar gesagt, dass das Druckluftsystem mit gleichbleibendem Druck arbeitet, aber sobald sich die Luft entspannen kann, geschieht dies auch. Lässt man also komprimierte Luft in einen Druckluftmotor strömen, der keinen Widerstand bietet, wird die Luft expandieren, woraufhin die Geschwindigkeit steigt, bei Belastung hingegen würde die Luft wieder ihr Volumen verringern. Damit liegt der Nachteil von Druckluft für Geräte, die bei unterschiedlicher Belastung mit gleicher Geschwindigkeit laufen müssen, auf der Hand. Der konstante Durchfluss des Hydrauliksystems, der sich in keinem Fall verändern lässt, erfordert auf der anderen Seite dann auch wieder konstruktive Lösungen, damit die Geschwindigkeit eines Geräte verändert werden kann. Im Folgenden werden einige übliche Lösungen vorgestellt, die in hydraulischen System und bei den Partner Hydrauliktrennschleifern zur Anwendung kommen. Bypass Da in einem Hydrauliksystem der Durchfluss nicht unterbrochen werden kann, muss eine andere Lösung zum Tragen kommen. Ein Teil oder auch der gesamte Durchfluss muss umgelenkt werden. Diese so genannte Bypasskonstruktion wird für viele Funktionen in unterschiedlichen Hydraulikwerkzeugen angewandt. Dieses Grundprinzip wird allgemein auch „open center“ genannt. (Ein Hebewerkzeug arbeitet nach dem „closed center“ Prinzip.)
M
M
Kühler
Hydraulik: – Druck bei Betrieb – Konstanter Durchfluss
Tank
Wie oben erwähnt, lässt sich eine Flüssigkeit nicht komprimieren. Das bedeutet, dass solange die Pumpe mit gleichbleibender Geschwindigkeit läuft, der Durchfluss im System konstant ist, also genau entgegengesetzt zum Druckluftsystem. Mit welchem Druck arbeitet das Hydrauliksystem? Ist im System kein Widerstand vorhanden, wird die Flüssigkeit ohne Druck gepumpt. Wird ein Werkzeug angeschlossen, das schwere Arbeit leistet (hoher Widerstand), erhöht sich natürlich der Druck zwischen Pumpe und Werkzeug. Der Druck hängt also von der zu leistenden Arbeit ab.
Lenkung des Durchflusses. Angenommen, der Durchfluss zum Werkzeug (M) soll verändert werden, jedoch kann weder die Geschwindigkeit der Pumpe noch das Hubvolumen variiert werden. Indem ein Teil der Flüssigkeit direkt zur Rücklaufseite geleitet wird, kann der Durchfluss zum Gerät modifiziert werden. Dies ist das Prinzip des Startschalters bei Partner Hydrauliktrennschleifern. Ist die Maschine nicht in Betrieb, wird der gesamte Durchfluss, im Prinzip ohne Druck, durch das Bypass-Ventil geleitet. Wird der „Gashahn“ betätigt, schließt das Bypassventil und das Hydrauliköl muss durch den Motor fließen.
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Überlastungsschutz In hydraulischen Systemen dienen Bypass-Ventile auch als Schutz der Geräte vor Überdruck. Ein federbelastetes Ventil hält den Kanal bis zum maximal zugelassenen Druck geschlossen. Falls der Hydraulikmotor unvermittelt in seiner Bewegung blockiert wird (Festklemmen beim Schneiden), kommt es abrupt zu einer Druckerhöhung bis zu einem Wert, bei dem der Druck den Kolben zur Rücklaufseite hin wegpresst und die Flüssigkeit hindurch passieren lässt.
M
M
PRESSURE
FLOW
Bar
L/min 140
0
40 0
Leerlauf Das Hydraulikaggregat ist in Betrieb und leistet die eingestellten 40 l/min. Der Startschalter am Trennschleifer steht auf Stopp, das Startschalterventil ist dementsprechend offen und lässt sämtliches Öl durch den Bypass-Kanal fließen. Sowohl Druck- als auch Rücklaufseite sind praktisch drucklos, die Trennscheibe steht still. PRESSURE
FLOW
Bar
L/min 140
0
40 0
Einen derartigen Überlastungsschutz gibt es in der Regel in allen Hydraulikaggregaten. Die Partner Hydrauliktrennschleifer haben diese Funktion daher nicht eingebaut. Partner K3600 und das Hydraulikaggregat Hier soll nun am Beispiel der Partner K3600/K2500 und dem Partner Hydraulikaggregat erläutert werden, wie Druck und Durchfluss im Prinzip in verschiedenen Situationen zusammenwirken. Auf der Druckseite ist ein Messgerät für Druck und Durchfluss angeschlossen. Der Ringtrennschleifer ist mit einem Ventil (Bypass) versehen, das vom Startschalter geregelt wird und das Hydraulikaggregat hat ein Überdruckventil, das auslöst, wenn der Druck den maximal zugelassenen Wert übersteigt.
Start Es soll mit der Arbeit begonnen werden, der Startschalter wird betätigt, woraufhin das Startschalterventil geschlossen wird. Das Öl fließt nun durch den Hydraulikmotor und die Trennscheibe rotiert. Zu dem Zeitpunkt ist der Druck etwas höher, da nur wenig Kraft erforderlich ist, um die Scheibe in Gang zu setzen. PRESSURE
FLOW
Bar
L/min 140
0 PRESSURE
FLOW
Bar
L/min
Startschalterventil
140 0
Partner K3600 Geringer Druck
40 0
Überdruckventil 40
0
Hydraulikaggregat Hoher Druck
In der oberen Hälfte ist die Druckseite des Hydrauliksystems dargestellt und in der unteren Hälfte die Rücklaufseite. Auf der Rückseite wird keine Druckveränderung zu beobachten sein, lediglich der Weg des Durchflusses verändert sich in einigen Situationen. Daher muss nur auf der Druckseite gemessen werden, also auf der Seite, auf der das Hydraulikaggregat Durchfluss und Druck produziert und die den Trennschleifer antreibt.
Schneiden Sobald die Trennscheibe in Stein schneidet, erhöht sich der Widerstand und der Druck steigt auf der Druckseite an. Je nachdem wie schwer die Maschine arbeitet, wird der Druckmesser sich um einen Normalwert herum bewegen. PRESSURE
FLOW
Bar
L/min 140
0
40 0
Festklemmen Die Trennscheibe klemmt fest. Der Durchfluss zum Trennschleifer setzt aus und der Druck steigt bis zu einem Wert, bei dem sich das schützende Überdruckventil im Aggregat öffnet und das Öl durch den Bypass-Kanal strömen kann. Sobald der Bediener den Startschalter los lässt, wird das Überdruckventil wieder geschlossen und das Öl fließt durch den Bypass-Kanal wie bei der Darstellung „Leerlauf“.
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Technische Daten Partner K3600
Partner FC40
Scheibendurchmesser 350 mm (14˝) Schnittiefe 260 mm (10˝) Umfangs-Geschwindigkeit – max. Drehzahl 55 m/s – 3000 rpm Motordrehzahl bei 40 l/min (max.) 15.500 rpm Hydraulikmotor Zahnradmotor (open center) Leistung 4,3 kW Hydraulikdruck, max. 150 bar (2200 psi) Öldurchfluss, min.– max. 35 – 42 l/min Gewicht, ohne Scheibe 8,3 kg Gewicht, Scheibe 0,8 kg Maße mit Scheibe: Länge 730 mm Breite 275 mm Höhe 410 mm Spez. Hydrauliköl 46 cSt HSH (Partner empfiehlt umweltfreundliches Hydrauliköl) Öltemperatur während des Betriebs ca. 60° C Hydraulikanschlüsse 1/2˝ FF (Gewinde 3/8˝) Wasserverbrauch, ca. 4 l/min Schalldruckpegel, am Ohr des Bedieners, gemäß CEN/TC255N150 und ISO/DIS11201 99 dB(A) Schallleistungspegel gemäß CEN/TC255N150 und ISO3744 110 dB(A) Vibrationspegel, Handgriffvibrationen gemäß ISO/DIS 8662-4: Vorderer Handgriff 4,3 m/s2 Hinterer Handgriff 6,0 m/s2 Anzugsdrehmoment: Bolzen, Maschinengehäuse 4 Nm Bolzen, Motorgehäuse (Innensechskant) 10 Nm Antriebsrad (Innensechskant) 10 Nm Bolzen, Rollengehäuse (Innensechskant) 10 Nm Motormontagebolzen (Innensechskant) 10 Nm
Durchfluss, Eingang, max. 120 l/min Druck, Eingang, max. 210 bar Durchfluss Ausgang 20, 30 oder 40 l/min Einstellbares Überdruckventil, werksseitig eingestellt auf 140 bar Anschlüsse Ausgangsseite 1/2˝ Flat Face (Gewinde 3/8˝) Gewinde Eingangsseite 1/2˝ BSP Druckmesser 0 – 200 bar Gewicht 4,2 kg Maße inkl. Hydraulikanschlüsse: Länge 190 mm Breite 210 mm Höhe 225 mm
Partner K2500
Umrechnungstabellen Es gibt im Zusammenhang mit Druck und Durchfluss auch noch andere Einheiten als die hier verwendeten. Die folgenden Umrechnungstabellen können hilfreich sein, wenn fremde Gerätschaften benutzt werden. USA Folgende Einheiten sind in den USA üblich: Durchfluss: gpm (Gallonen pro Minute) 1 US Gallone = 3,785 l 1 gpm = 3,785 l/min 1 l/min ≈ 0,264 gpm Achtung: In der Volumenberechnung gibt es auch die Britische Gallone (British Imperial System), der umgerechnet 4,546 l entsprechen. Druck: psi (pounds per square inch).
Scheibendurchmesser 400 mm (16˝) Schnittiefe 145 mm (5-3/4˝) Umfangs-Geschwindigkeit – max. Drehzahl 90 m/s – 4.300 rpm Motordrehzahl bei 40 l/min (max.) 15.500 rpm Hydraulikmotor Zahnradmotor (open center) Leistung 5,2 kW Hydraulikdruck, max. 150 bar (2.200 psi) Betriebsdruck 130 – 140 bar (2.000 psi) Öldurchfluss, min.- max. 35 – 42 l/min (9 – 11 gpm) Gewicht, ohne Scheibe 8,3 kg (18,3 lbs) Maße mit Scheibe: Länge 710 mm Breite 180 mm Höhe 430 mm Spezifikation Hydrauliköl 46 cSt HSH (Partner empfiehlt umweltfreundliches Hydrauliköl) Öltemperatur während des Betriebs ca. 60° C Hydraulikanschlüsse 1/2˝ FF (Gewinde 3/8˝) Schalldruckpegel, am Ohr des Bedieners, gemäß CEN/TC255N150 und ISO/DIS11201 84,5 dB(A) Schallleistungspegel gemäß CEN/TC255N150 und ISO3744 105 dB(A) Vibrationspegel: Handgriffvibrationen, gemäß ISO/DIS 8662-4: Vorderer Handgriff 7,5 m/s2 Hinterer Handgriff 5,2 m/s2
1 psi = 0,0689 bar 1 bar = 14,51 psi
Berechnung der Leistung Die hydraulische Leistung (P) in Kilowatt wird folgendermaßen berechnet:
P=Q·p 600 P = kW Q = Durchfluss in l/min p = Druck in bar
15
Risbergs Uddevalla AB
ARNE PALMQUIST
108 07 32-51
Partner Industrial Products SE-433 81 PARTILLE, Schweden Telefon: +46 31 94 90 00. Telefax: +46 31 94 91 14
