Bruzdownice (część II). Konstrukcja

Konstrukcję bruzdownic oparto ją na szlifierkach kątowych lub na pilarkach tarczowych (typ rzadziej spotykany). W 2. części artykułu omówimy tylko bruzdownice konstrukcyjnie oparte na szlifierkach kątowych, bo to narzędzia najczęściej wykorzystywane w budownictwie.

W zasadzie można powiedzieć, że maszyny te to szlifierki kątowe przystosowane do cięcia dwoma tarczami diamentowymi. Warto tu wspomnieć, że jest na rynku maszyna 3-tarczowa Rhodiusa, która – jak na razie – stanowi konstrukcję unikalną opartą również na szlifierce kątowej. Stosowane są w niej specjalne tarcze z segmentami diamentowymi rozwiedzionymi jak zęby piły. Nietypowe konstrukcyjnie bruzdownice oferuje także Makita (SG 150 i SG 180), oparte

są one bowiem na konstrukcji kątowej wiertarki z uchwytem D. Bruzdownice klasyczne, którymi w artykule zajmujemy się, wyposażane są w uchwyt umożliwiający montowanie dwóch tarcz diamentowych, a także pozwalający na zmianę ich odstępu w celu wycinania kanału o określonej szerokości. Maksymalna szerokość cięcia to ok. 40 mm. Podobnie jak w przypadku szlifierek kątowych, można wyróżnić bruzdownice małe i duże. Pierwsze z nich są przystosowane do cięcia tarczami diamentowymi o średnicy 115, 125 i 150 mm, zaś drugie – 180 i 230 mm. Omawiane maszyny mają następujące podstawowe elementy konstrukcyjne:

• silnik elektryczny,
• wentylator chłodzący,
• zębatą przekładnię kątową,
• łożyska,
• specjalny uchwyt umożliwiający montaż dwóch tarcz i regulację ich odstępu,
• blokadę wrzeciona,
• specjalną prowadnicę z osłoną wyposażoną w rękojeść, adapter do odsysania pyłu oraz regulację głębokości cięcia,
• włącznik,
• elektroniczne układy sterowania lub antyprzeciążeniowe,
• obudowę z rękojeścią główną,
• przewód zasilający.

Napędem w bruzdownicach są elektryczne silniki komutatorowe zasilane jednofazowym prądem zmiennym 230 V. Często instaluje się w nich tzw. samoodłączające się szczotki węglowe. Mają one wewnątrz trzpień ze sprężynką. Jeżeli dojdzie do ich ok. 70-proc. zużycia, a więc skrócenia o ok. 2/3, trzpień, wykorzystując sprężynkę, automatycznie odpycha szczotkę od komutatora. Powoduje to odcięcie zasilania od silnika i zaprzestanie jego działania, czego konsekwencją jest konieczność wymiany szczotek węglowych. W ten sposób zabezpieczany jest komutator przed zetknięciem się z mocowaniem szczotek, które następuje w wyniku ich całkowitego zużycia i powoduje jego uszkodzenie. Obecnie niektóre firmy stosują w swoich szlifierkach szczotki o przedłużonej żywotności zapewniające do 200 godz. nieprzerwanej pracy. Omawiane maszyny mają także specjalne plastikowe śruby, które umożliwiają szybką wymianę szczotek bez konieczności demontowania obudowy tych elektronarzędzi. Jak wiadomo, bruzdownice podczas pracy wytwarzają duże ilości pyłu i kurzu. Dlatego ich wirniki zabezpiecza się specjalnymi żywicami przed agresywnym działaniem ich drobin.

Bruzdownice należą do elektronarzędzi o długich cyklach pracy. Dlatego bardzo istotnym ich podzespołem jest układ chłodzenia. Podstawowym elementem tego układu jest wentylator zamontowany na wirniku. Jego głównym zadaniem jest niedopuszczenie do powstania wysokiej temperatury uzwojeń silnika oraz częściowe schłodzenie mechanizmów przekładni. Warto zwrócić uwagę, że wentylator w tych maszynach pełni jeszcze jedną ważną funkcję, a mianowicie umożliwia szybkie schłodzenie mechanizmów i silnika na obrotach luzem oraz tzw. przedmuchanie wnętrza urządzenia, przez co również usuwany jest z niego kurz.

Każda bruzdownica o konstrukcji opartej na szlifierkach ma kątową przekładnię zębatą, która zmniejsza obroty silnika z ok. 25.000-30.000 min-1 do maksymalnie 10.000 min^-1 (bruzdownice na tarcze o średnicy 115 i 125 mm), 7800 (bruzdownice na tarcze o średnicy 150 mm) lub do 6600 min^-1 (bruzdownice na tarcze o średnicy 180 i 230 mm). Jak widać z wielkości prędkości obrotowych, maszyny te parametrami pracy w zasadzie nie różnią się od szlifierek kątowych. W ich konstrukcji, tak jak zresztą w przypadku wszystkich elektronarzędzi profesjonalnych, bardzo ważną rolę pełnią łożyska. Służą one do mocowania elementów obracających się, a więc wirnika silnika i wrzeciona. Wykorzystuje się do tego celu łożyska kulkowe i igiełkowe. Ich mocne osadzenie jest niezwykle ważne z punktu widzenia precyzji i stabilności pracy mechanizmów tych maszyn, a także ich trwałości.

Bruzdownice są wyposażone w uchwyty narzędziowe umożliwiające, jak już

wspominaliśmy, montaż dwóch tarcz diamentowych do cięcia i regulację odległości pomiędzy nimi. Ich wrzeciona, tak jak szlifierek kątowych, mają gwint M14. Stosuje się w nich standardowe tarcze diamentowe posiadające okrągły otwór mocujący o średnicy 22 mm (tzw. średnica wewnętrzna tarcz diamentowych). Podobnie jak w przypadku wszystkich szlifierek kątowych, każda bruzdownica ma blokadę wrzeciona. Jak nazwa wskazuje, służy ona do unieruchomienia wrzeciona i przez to pozwala na mocne dokręcenie tarcz. Jest ona prostym w konstrukcji mechanizmem. Jej podstawowe części to wysuwny trzpień i sprężynka. Trzpieniem przez naciśnięcie ręką blokuje się koło zębate przekładni. Sprężynka zaś służy do jego automatycznego podnoszenia i odblokowania wrzeciona, a także nie dopuszcza do unieruchomienia maszyny w czasie pracy.
Bardzo istotnym elementem każdej bruzdownicy, bez względu na typ jej konstrukcji, jest prowadnica. Ma ona kółka, co ułatwia posuw maszyny po obrabianej powierzchni i odpowiednie dozowanie jego siły. Wyposażono ją w osłonę z adapterem do odkurzacza w celu odpylania pola pracy, a także rękojeść służącą do prowadzenia elektronarzędzia. Prowadnica ma regulację głębokości cięcia, co jest niezmiernie ważne dla techniki i ekonomii pracy oraz umożliwia wycięcie takiego kanału, jaki jest potrzebny, a nie takiego, jaki może wykonać dana maszyna.

W niektórych modelach bruzdownic stosuje się mechaniczne sprzęgło przeciążeniowe. Uniemożliwia ono zatrzymanie obrotów silnika w przypadku zakleszczenia się diamentowych tarcz tnących w obrabianym materiale, co jest bardzo szkodliwe dla jego uzwojeń, a także zapobiega zbyt mocnemu posuwowi, który doprowadza do znacznego spowolnienia obrotów i przegrzewania się tych maszyn. Należy tu zaznaczyć, że sprzęgło przeciążeniowe jest mechanizmem zastosowanym w niewielu modelach dostępnych na rynku i należy je traktować jako dodatkowe zabezpieczenie antyprzeciążeniowe i element zwiększający bezpieczeństwo pracy.

Włącznik bruzdownic, podobnie jak szlifierek kątowych, ma podwójną blokadę. Spełnia ona dwie ważne funkcje ze względów bezpieczeństwa: po pierwsze, uniemożliwia przypadkowe włączenie maszyny, np. podczas jej przenoszenia, po drugie, blokuje pozycję włączenia. Taka konstrukcja włącznika zapewnia bezpieczną obsługę tych elektronarzędzi.

W bruzdownicach stosuje się takie elektroniczne układy jak Constant-Electronic, antyprzeciążeniowy i ograniczający prąd rozruchu, a także uniemożliwiający samowłączenie się maszyny po przerwie w dostawie energii elektrycznej. Constant-Electronic służy do utrzymywania stałych obrotów silnika pod zmieniającym się obciążeniem urządzenia na poziomie prędkości obrotowej na biegu luzem lub maksymalnie o ok. 5-8% od niej mniejszych, co jest istotne dla wydajnej pracy i stabilizacji procesu cięcia betonu, cegły czy kamienia. Ponieważ bruzdownice mają długie cykle pracy, stosuje się w nich elektroniczne zabezpieczenie przed przeciążeniem. Wykorzystuje ono sensor kontrolujący temperaturę uzwojeń i w wypadku przekroczenia jej wartości krytycznej wyłącza elektronarzędzie. Omawiane urządzenia mają silniki o dość dużej mocy i dlatego wyposaża się je w tzw. soft start, czyli układ ogranicznika prądu rozruchu. Jego działanie polega na ograniczeniu wartości prądu rozruchowego i ochronie silnika elektronarzędzia przed spaleniem oraz sieci elektrycznej przed nadmiernym przeciążeniem. Dla bezpiecznego użytkowania bruzdownic ważny jest także układ, który uniemożliwia ich samowłączenie. Jest ono możliwe tylko po wznowieniu dostawy prądu, która następuje po nagłym zaniku energii elektrycznej w momencie, kiedy narzędzie było włączone. Opisywany układ uniemożliwia włączenie bruzdownicy w wyniku wznowienia dostawy energii elektrycznej.
Tzw. część napędowa bruzdownicy ma korpus taki jak

szlifierki kątowe. Korpusy są dwuczęściowe: składają się z (1) obudowy silnika z rękojeścią wykonanej z tworzywa i (2) aluminiowej obudowy przekładni. Taka konstrukcja korpusów gwarantuje pewne i dokładne osadzenie mechanizmów tych urządzeń.

Jeśli chodzi o tzw. rękojeści główne, to ich rodzaj zależy od wielkości bruzdownicy. W przypadku małych bruzdownic stanowi je obudowa silnika, tak jak małych szlifierkach kątowych. W pewnych modelach tych elektronarzędzi jest ona specjalnie profilowana. Duże bruzdownice mają rękojeści główne wykonane z tworzywa. Są one ergonomicznie ukształtowane, aby mogły być wygodnie trzymane jedną ręką.

Energię elektryczną do bruzdownic doprowadza się za pomocą kabla z końcówką umożliwiającą podłączenie go do standardowego gniazda elektrycznego. Kabel zamontowany jest na końcu maszyny.