DE9310754U1 - Trennvorrichtung mit ringförmiger Trennscheibe - Google Patents

Trennvorrichtung mit ringförmiger Trennscheibe

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Description

6730/+II/bu
Firma Heinrich Mummenhoff
Leimholer Mühle 1-5, D-42477 Radevormwald
DIABÜ-Diamantwerkzeuge Heinz Büttner GmbH
Industriestraße, D-35713 Eschenburg
Trennvorrichtung mit ringförmiger Trennscheibe
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Trennvorrichtung zum Schneiden insbesondere von Gestein, mit einer ringscheibenförmigen, auf ihrem Außenumfang Schneidelemente aufweisenden Trennscheibe und einer die Trennscheibe um ihr Zentrum rotierend antreibenden und zu der Trennscheibe derart exzentrisch angeordneten Antriebseinrichtung, daß die Trennscheibe mit ihrem größten Teil einschließlich ihres Zentrums frei außerhalb der Antriebseinrichtung angeordnet ist, wobei im von der Trennscheibe umschlossenen Bereich ein scheibenförmiger Führungsschild angeordnet ist, an dem die Trennscheibe gegen quer zur Scheibenebene wirkende Kräfte und relativ verdrehbar geführt ist.
Eine derartige Trennvorrichtung ist aus der US-PS 2 972 363 bekannt, deren Trennscheibe allerdings als Ringsäge insbesondere zum Sägen von Holz ausgebildet ist, wozu die Schneidelemente übliche Sägezähne sind. In einer Ausfüh-
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rungsform ist die Ringsäge auf einer in ihrem Innenbereich angeordneten Scheibe geführt, wozu in radialer Richtung zwischen der Scheibe und der Ringsäge eine Vielzahl von über den Umfang verteilten Rollen angeordnet sind, die Umfangsnuten aufweisen, in die jeweils ein umfänglicher Ringsteg der inneren Scheibe und der Ringsäge eingreift. In Umfangsrichtung jeweils zwischen den Rollen sind zudem Abstandhalter vorgesehen. Diese bekannte Ausführungsform ist konstruktiv aufwendig und verursacht auch Probleme bei der Montage und beim Auswechseln der Ringsäge.
Weitere Trennvorrichtungen mit ringförmigen Trennscheiben bzw. Ringkreissägen sind auch in der DE-AS 1 189 256 und in der DE-OS 38 07 095 jeweils beschrieben. Dabei ist ebenfalls jeweils eine Führungsscheibe im Inneren der Ringsäge angeordnet, die aber die Ringsäge nicht gegen quer zur Sägeebene wirkende Kräfte führt, weil dort jeweils radial zwischen der Säge und der Scheibe ein Abstand (Umfangsspalt) vorhanden ist.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem genannten Stand der Technik eine gattungsgemäße Trennvorrichtung zu schaffen, die bei zumindest gleichbleibend guten Gebrauchseigenschaften konstruktiv und herstellungsmäßig vereinfacht ist.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Trennscheibe im Bereich ihres Innenumfanges und der Führungsschild im Bereich seines Außenumfanges jeweils in der Scheibenebene liegende, in radialer Richtung ineinandergreifend aneinanderliegende Führungsprofile aufweisen, wobei im Anlagebereich der Führungsprofile ein reibungsvermindernder Werkstoff vorgesehen ist.
Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung wird die Trennscheibe gegen quer zur Scheiben- bzw. Trennebene wirkende Kräfte unmittelbar durch den Führungsschild geführt, indem die ineinandergreifenden Führungsprofile sich in zur Scheibenebene senkrechter Richtung überlappen. Die durch die Relativbewegung zwischen dem stationären Führungsschild und der rotierenden Trennscheibe auftretende Reibung wird dabei vorteilhafterweise durch den im Anlagebereich vorhandenen, reibungsvermindernden Werkstoff auf ein Minimum reduziert; bevorzugt wird für diesen Werkstoff Polytetrafluorethylen (PTFE) verwendet, wie es beispielsweise unter dem eingetragenen Warenzeichen "Teflon" bekannt ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung enthalten.
Anhand von mehreren, in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen soll im folgenden die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine durch Weglassung von unwesentlichen Gehäuseteilen stark vereinfachte Seitenansicht (Ansicht senkrecht auf die Scheibenebene) einer erfindungsgemäßen Trennvorrichtung in einer ersten Aus führungsform,
Fig. 2 eine vergrößerte Detailansicht des Bereichs II in Fig. 1,
Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt bzw. Radialschnitt in der Schnittebene III-III gemäß Fig.l (auch in Fig. 4, 5 und 6 jeweils eingezeichnet) durch den
Bereich der erfindungsgemäßen Führungsprofile,
Fig. 4 eine Teilansicht analog zu Fig. 1 in einer zweiten Ausführungsform der Trennvorrichtung,
Fig. 5 eine Ansicht wie in Fig. 4 einer dritten Ausführungsform und
Fig. 6 eine weitere Ansicht analog zu Fig. 4 bzw. 5 in einer vierten Ausführungsform der Trennvorrichtung.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so daß jede eventuell nur einmal vorkommende Beschreibung eines Teils analog auch bezüglich der anderen Zeichnungsfiguren gilt, in denen dieses Teil mit dem entsprechenden Bezugszeichen ebenfalls zu erkennen ist.
Wie sich aus jeder der Figuren 1 und 4 bis 6 ergibt, besteht eine erfindungsgemäße Trennvorrichtung 1 - bei der es sich genauer gesagt insbesondere um eine Trennschleifvorrichtung handelt, aber gegebenenfalls auch um eine Sägevorrichtung handeln könnte - aus einer ringscheibenförmigen Trennscheibe 2 (Ring-Trennschleifscheibe bzw. "Trennschleifring" oder gegebenenfalls "Ringsägeblatt") sowie einer die Trennscheibe 2 um ihr Zentrum 4 rotierend beispielsweise in Pfeilrichtung 5 antreibenden Antriebseinrichtung 6. Die Antriebseinrichtung 6 ist - bezogen auf das Zentrum 4 der Trennscheibe 2 - derart exzentrisch angeordnet, daß die Trennscheibe 2 mit ihrem größten Teil einschließlich ihres Zentrums 4 frei außerhalb eines nur angedeuteten Gehäuses der Antriebseinrichtung 6 angeordnet ist und nur mit einem
kleineren Teil innerhalb des Gehäuses der Antriebseinrichtung 6 verläuft, wo im folgenden noch genauer beschriebene Antriebselemente sowie Führungselemente untergebracht sind. An ihrem Außenumfang weist die Trennscheibe 2 umfänglich gleichmäßig verteilte Schneidelemente 10 auf, bei denen es sich insbesondere um diamantbestückte Trennschleifelemente handelt. Die Ausgestaltung und Anordnung der Schneidelemente 10 wird im folgenden ebenfalls noch genauer erläutert werden. Grundsätzlich liegt allerdings auch eine Ausbildung der Schneidelemente 10 als Sägezahnelemente im Bereich der Erfindung.
Innerhalb der Trennscheibe 2, d.h. innerhalb des von der Trennscheibe 2 umschlossenen und außerhalb der Antriebseinrichtung 6 liegenden Bereiches, ist ein an der Antriebseinrichtung 6 befestigter, in der Scheibenebene liegender Führungsschild 12 angeordnet, an dem die Trennscheibe 2 gegen quer zur Scheibenebene wirkende Kräfte sowie relativ verdrehbar geführt ist.
Hierfür ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Trennscheibe 2 über ihren Innenumfang hinweg sowie der Führungsschild 12 über seinen dem Verlauf des Trennscheiben-Innenumfanges folgenden Außenumfangsbereich hinweg jeweils in der Scheibenebene liegende und in radialer Richtung ineinandergreifend aneinanderliegende Führungsprofile 14,16 aufweisen (siehe insbesondere Fig. 3). Hierbei ist erfindungsgemäß im Anlagebereich der Führungsprofile 14, 16 ein reibungsvermindernder Werkstoff vorgesehen, bei dem es sich vorzugsweise zumindest anteilig um PTFE (Polytetrafluor- et hy1en) hande11.
Wie sich nun weiterhin insbesondere aus Fig. 3 ergibt, ist
das Führungsprofil 16 des Führungsschildes 12 bevorzugt von zwei in zueinander paralleler Anordnung auf den beiden Seiten des Führungsschildes 12 befestigten, den Führungsschild 12 radial nach außen überragenden Führungsleisten 18 gebildet, zwischen die das vorzugsweise als beidseitig angefaster Innenumfangsrand 20 ausgebildete Führungsprofil 14 der Trennscheibe 2 eingreift. Hierbei liegt das Führungsprofil 14 der Trennscheibe 2 mit den beiden Anfasungen jeweils an den Führungsleisten 18 an. Auf diese konstruktiv sehr einfache Weise wird die Trennscheibe 2 von dem Führungsschild 12 so geführt, daß sie auch quer bzw. senkrecht zur Scheibenebene wirkende Kräfte im wesentlichen ohne Formung aufnehmen kann. Die ineinandergreifenden Führungsprofile 14,16 bewirken einen in zur Scheibenebene senkrechter Richtung Form- oder Kraftformschluß; dabei könnte durch eine geringfügige elastische Verformbarkeit zumindest einer der Führungsleisten 18 auch eine sehr einfache Montage und auch ein einfaches Auswechseln der Trennscheibe 2 ermöglicht werden.
Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn - bei möglichst formstabilen, "steifen" Führungsleisten 18 - zur Montage bzw. zum Auswechseln der Trennscheibe 2 der Führungschild 12 - z.B. aufgrund von Befestigungs-Langlöchern - derart verschiebbar mit der Antriebseinrichtung 6 verbunden ist, daß nach einem Lösen von Halteschrauben durch Verschieben des Führungsschildes 12 die Führungsprofile 14, 16 außer Eingriff gebracht werden können. Hierbei erstrecken sich die Führungsprofile natürlich nur so weit in Umfangsrichtung, und zwar - entgegen der zeichnerischen Darstellung über weniger als die der Antriebsvorrichtung 6 abgekehrte Hälfte des jeweiligen Umfanges, daß eine solche "Außereingriffslage" der Führungsprofile 14, 16 möglich ist, so
daß dann die Trennscheibe 2 in einer zu ihrer Scheibenebene senkrechten Richtung bis in die Ebene des Führungsschildes 12 auf- bzw. eingesetzt werden kann.
Zweckmäßigerweise bestehen die Führungsleisten 18 zumindest teilweise, d.h. zumindest im Bereich ihrer am Führungsprofil 14 der Trennscheibe 2 anliegenden Oberfläche, aus dem oben genannten reibungsvermindernden Werkstoff. Zudem sind die einen ringscheibenförmigen Verlauf aufweisenden Führungsleisten bevorzugt derart in die Dicke des Führungsschildes 12 reduzierenden Ausnehmungen 22 liegend befestigt, daß die einander abgekehrten, äußeren Oberflächen 24 der Führungsleisten 18 jeweils zumindest annähernd in einer Ebene mit der zugehörigen Oberfläche 26 des Führungsschildes 12 liegt. Die Dicke des FührungsSchildes 12 ist hierbei maximal gleich der Dicke der Trennscheibe 2. Dies ist wiederum am besten in Fig. 3 zu erkennen. Die Führungsleisten 18 können auf grundsätzlich beliebige Weise mit dem Führungsschild 12 verbunden sein. Beispielsweise ist eine unlösbare, insbesondere stoffschlüssige Verbindung z.B. durch Kleben möglich. Zum Zwecke der Montage der Trennscheibe 2 kann jedoch auch eine lösbare Verbindung in Form von Schraubverbindungen vorteilhaft sein. Ebenfalls geeignet sind Nietverbindungen.
Es sollen nun noch einige vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungsmerkmale der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung 1 erläutert werden.
Vorzugsweise besitzt die Trennscheibe 2 an ihrem Außenumfang eine Außenverzahnung 30, die insbesondere als Evolventenverzahnung ausgebildet ist, und in die mindestens ein Antriebszahnrad 32 und/oder mindestens ein frei drehbar
gelagertes Stützzahnrad 34 der Antriebseinrichtung 6 eingreift. Diese Zahnräder 32,34 besitzen eine entsprechende Außenverzahnung, insbesondere ebenfalls eine Evolventenverzahnung. Die Außenverzahnung 30 der Trennscheibe 2 besteht aus einzelnen Zähnen 36, wobei vorzugsweise jeder Zahn 36 eines der Schneidelemente 10 aufweist. Hierzu besteht jeder Zahn 36 aus einem als vorzugsweise einstückiger Ansatz der Trennscheibe 2 gebildeten Zahnfuß 38 und dem daran befestigten Schneidelement 10 (siehe insbesondere Fig. 2), wobei das Schneidelement 10 jedenfalls innerhalb, maximal "auf" der Kontur eines "vollständigen" (Evolventen-) Zahnes liegt. Dies bedeutet, daß die Schneidelemente 10 so geformt und angeordnet sind, daß beim Kämmen der Außenverzahnung 30 mit den Zahnrädern 32 bzw. 34 die Schneidelemente 10 die Zähne der Zahnräder 32, 34 nicht berühren oder allenfalls geringfügig tangieren, so daß hier ein reibungsbedingter Verschleiß weitgehend ausgeschlossen ist. Jedes Schneidelement 10 ist mit seinem Zahnfuß 38 insbesondere stoffschlüssig verbunden (verklebt, verlötet oder verschweißt). Zudem sind die Schneidelemente 10 - in zur Trennscheibe 2 senkrechter Richtung gesehen - bevorzugt derart dicker als die Trennscheibe 2 selbst ausgebildet, daß sie seitlich über die beiden Seitenflächen der Trennscheibe 2 jeweils überstehen. Der Überstand beträgt vorzugsweise etwa 4/10 bis 8/10 mm. Dieser Überstand gewährleistet im Betrieb einen Freischnitt innerhalb des zu schneidenden Materials, wodurch ein Festklemmen der Trennscheibe 2 in dem Material vermieden wird.
Für die Ausgestaltung des Innenumfangs der Trennscheibe 2 sind in der Zeichnung zwei Ausführungsvarianten veranschaulicht .
Gemäß Fig. 1 und 4 weist die Trennscheibe 2 an ihrem Innenumfang eine in Umfangsrichtung gesehen kreisförmig verlaufende Führungsfläche 40 auf, an der mindestens eine frei drehbar gelagerte Stützrolle 42 der Antriebseinrichtung 6 anliegt. In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind jeweils zwei Stützrollen 42 vorgesehen, wobei jede Stützrolle 42 in radialer Richtung einem Antriebszahnrad 32 bzw. einem Stützzahnrad 34 gegenüberliegt. Dies bedeutet, daß jeweils eine Stütz-rolle 42 mit ihrer Rotationsachse und jeweils ein Antriebs- oder Stützzahnrad 32 oder 34 mit seiner Rotationsachse auf derselben Radiuslinie der Trennscheibe 2 liegen. Die Stütz-rollen 42 beaufschlagen hierbei die Trennscheibe 2 vorzugsweise mit einer radial nach außen wirkenden Anlagekraft, so daß die äußeren Verzahnungen stets in gutem Eingriff gehalten werden.
Alternativ hierzu ist es in den Fig. 5 und 6 vorgesehen, daß die Trennscheibe 2 an ihrem Innenumfang eine Innenverzahnung 44 aufweist, die wiederum insbesondere als Evolventenverzahnung ausgebildet ist. In diese Innenverzahnung 44 greift - analog zur Außenverzahnung 30 - mindestens ein Antriebszahnrad 46 und/oder mindestens ein frei drehbares Stützzahnrad 48 ein. Hierbei bilden dann die radial nach innen weisenden Zahnenden der Zähne der Innenverzahnung 44 das Führungsprofil 14, d.h. die Zähne der Innenverzahnung 44 greifen bereichsweise in das Führungsprofil 16 des Führungsschildes 12, d.h. zwischen die Führungsleisten 18, ein.
Für die Antriebs- und Stützfunktion der Antriebseinrichtung 6 gibt es praktisch beliebige Kombinationsmöglichkeiten.
Gemäß Fig. 1 wirkt mit der Außenverzahnung 30 ein Antriebs-
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zahnrad 32 sowie ein Stützzahnrad 34 zusammen, während bei dieser Ausführungsform am Innenumfang zwei Stützrollen 42 mit der Führungsfläche 40 zusammenwirken.
Gemäß Fig. 4 sind zwei äußere Antriebszahnräder 32 vorgesehen, die bevorzugt über einen gemeinsamen Antrieb 50 und z.B. über Ketten oder Riemen 52 angetrieben sind. Die Ausgestaltung im Innenumfangsbereich der Trennscheibe 2 entspricht der Fig. 1.
Bei dem in Fig. 5 veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind im Bereich der Außenverzahnung 30 zwei StützZahnräder 34 vorgesehen sowie im Bereich der Innenverzahnung 44 zwei jeweils den äußeren Stützzahnrädern 34 gegenüberliegende Stützzahnräder 48 sowie ein dazwischenliegendes Antriebszahnrad 46.
Schließlich sind im Falle der Ausführung nach Fig. 6 zwei äußere Antriebszahnräder 32 sowie zwei diesen jeweils gegenüberliegende innere AntriebsZahnräder 46 vorgesehen, wobei bevorzugt alle Antriebszahnräder von einem gemeinsamen Antrieb 50 über entsprechende Riemen oder vorzugsweise Ketten 52 angetrieben werden. Hierbei sind die Drehzahlen der äußeren und inneren Antriebszahnräder 32, 46 jeweils an die Umfangsgeschwindigkeiten der Außenverzahnung 30 bzw. der Innenverzahnung 44 angepaßt.
In einer in der Zeichnung nicht dargestellten Weiterbildung weist die Antriebseinrichtung 6 Seiten-Stabilisatoren auf, die die Trennscheibe 2 im Bereich ihrer beiden Seitenflächen führen. Hierbei kann es sich um Führungsrollen handeln, jedoch werden vorzugsweise feststehende Führungsbacken verwendet, die über - vorteilhafterweise mit einem
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reibungsvermindernden Material versehene, insbesondere mit PTFE beschichtete - Führungsflächen die Seitenführung der Trennscheibe 2 bewirken. Vorzugsweise sind die Führungsbacken insbesondere zur Anpassung an die jeweilige Schnitttiefe der Trennscheibe 2 verstellbar gehaltert.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, daß grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.

Claims (11)

6730/+II/bu Firma Heinrich Mummenhoff Leimholer Mühle 1-5, D-42477 Radevormwald DIABÜ-Diamantwerkzeuge Heinz Büttner GmbH Industriestraße, D-35713 Eschenburg Ansprüche
1. Trennvorrichtung zum Schneiden insbesondere von Gestein, mit einer ringscheibenförmigen, auf ihrem Außenumfang Schneidelemente (10) aufweisenden Trennscheibe (2) und einer die Trennscheibe (2) um ihr Zentrum (4) rotierend antreibenden und zu der Trennscheibe (2) derart exzentrisch angeordneten Antriebseinrichtung ( 6 ), daß die Trennscheibe (2) mit ihrem größten Teil einschließlich ihres Zentrums (4) frei außerhalb der Antriebseinrichtung (6) angeordnet ist, wobei im von der Trennscheibe (2) umschlossenen Bereich ein scheibenförmiger Führungsschild (12) angeordnet ist, an dem die Trennscheibe (2) gegen quer zur Scheibenebene wirkende Kräfte und relativ verdrehbar geführt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trennscheibe (2) im Bereich zumindest eines Teils ihres Innenumfanges und der Führungsschild (12) im Bereich zumindest eines Teils seines Außenumfanges jeweils in der Scheibenebene liegende, in radialer
Richtung ineinandergreifend aneinanderliegende Führungsprofile (14,16) aufweisen, wobei im Anlagebereich der Führungsprofile (14,16) ein reibungsvermindernder Werkstoff vorgesehen ist.
2. Trennvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der reibungsvermindernde Werkstoff ein Kunststoff insbesondere auf der Basis von PTFE ist.
3. Trennvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsprofil (16) des Führungsschildes (12) von zwei an diesem befestigten, parallelen, den Führungsschild (12) radial überragenden Führungsleisten (18) gebildet ist, zwischen die das vorzugsweise als beidseitig angefaster Innenumfangsrand (20) ausgebildete Führungsprofil (14) der Trennscheibe (2) eingreift.
4. Trennvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleisten (18) zumindest teilweise aus dem reibungsvermindernden Werkstoff bestehen.
5. Trennvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleisten (18) derart in die Dicke reduzierenden Ausnehmungen (22) des Führungsschildes (12) liegend befestigt sind, daß jede ihrer äußeren Oberflächen (24) zumindest annähernd in einer Ebene mit der zugehörigen Oberfläche (26) des Führungsschildes (12) liegt.
6- Trennvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleisten (18) mit dem Führungsschild (12) stoffschlüssig und/oder über Schraub- und/oder Nietverbindungen verbunden sind.
7. Trennvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trennscheibe (2) an ihrem Außenumfang eine Außenverzahnung (30), insbesondere eine Evolventenverzahnung aufweist, in die mindestens ein Antriebs- und/oder Stützzahnrad (32,34) der Antriebseinrichtung (6) eingreift.
8. Trennvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise jeder Zahn (36) der Außenverzahnung (30) eines der Schneidelemente (10) aufweist, wobei sich die Kontur des Zahnes (36) aus einem als Ansatz der Trennscheibe (2) gebildeten Zahnfuß (38) und dem Schneidelement (10) zusammensetzt.
9. Trennvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidelement (10) mit dem Zahnfuß (38) stoffschlüssig verbunden ist.
10. Trennvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trennscheibe (2) an ihrem Innenumfang eine in ümfangs-
richtung kreisförmig verlaufende Führungsfläche (40) aufweist, an der mindestens eine Stützrolle (42) der Antriebseinrichtung (6) anliegt.
11. Trennvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trennscheibe (2) an ihrem Innenumfang eine Innenverzahnung (44), insbesondere Evolventenverzahnung aufweist, in die mindestens ein Antriebs- und/oder Stützzahnrad (46,48) der Antriebseinrichtung (6) eingreift.
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