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Die
Erfindung betrifft ein Wechselhaltersystem für Werkzeuge auf Walzen, insbesondere
für den Straßen- und
Wegebau, mit einer auf der Walze aufgeschweißten Box mit einem Schacht,
der im oberen Teil keilförmig
verlaufende Flächen
hat und in dessen unterem Teil eine Platte mit einer Gewindebohrung angebracht
ist, einem Wechselhalter mit einem Oberteil zur Halterung eines
Werkzeugs, einem rückseitig auf
der Oberseite der Box aufliegenden Kragen und einem Unterteil, an
dem Keilflächen
zur Anlage an den Tragflächen
sowie eine von seiner Oberseite zum Boden durchgehenden Bohrung
ausgebildet sind, und einer in die Gewindebohrung eingeschraubten,
mit ihrem Kopf auf dem Wechselhalter abgestützten, den Wechselhalter mit
der Box in Eingriff haltenden Schraube.
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In
der
DE 103 50 604
A1 wurde ein Wechselhaltersystem der genannten Art vorgeschlagen.
Bei diesem System unterliegt die Schraubverbindung zwischen Wechselhalter
und Box im Betrieb einer starken Stoßbeanspruchung. An das Material
und die Ausführung
der Schraubverbindung sind daher hohe Anforderungen zu stellen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das genannte
Wechselhaltersystem zu verbessern. Insbesondere soll die Beanspruchung der
Schraubverbindung im Betrieb wesentlich verringert werden, so daß die Schraubverbindung
eine längere
Standzeit hat. Ferner sollen auch die im Betrieb wirkenden Stöße auf das
Werkzeug zu einem erheblichen Teil unter Umgehung der Schraubverbindung von
dem Wechselhalter direkt auf die Box übertragen werden, so daß die Schraubverbindung
entlastet wird. Schließlich
soll trotz der verbesserten Abstützung
des Wechselhalters an der Box seine Schnellwechselfunktion nicht
beeinträchtigt
werden. Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.
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Diese
Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Schnellwechselhaltersystem
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß auf
der Vorderseite der Box eine Kehlnut ausgebildet ist und vorne an
dem Wechselhalter eine Überhangleiste
angeformt ist, die der Box in der Kehlnut anliegt und den Wechselhalter
gegen die im Betrieb auf ihn einwirkenden Stöße abstützt.
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Die Überhangleiste
ist nach innen, d. h. zum Unterteil des Wechselhalters hin gebogen
und greift in die Kehlnut und liegt dort längs wenigstens eines Teils
der Länge
der Kehlnut flächig
an. Wenigstens ein Teil der gegenseitigen Anlagefläche liegt
vorzugsweise senkrecht zu der auf das Werkzeug wirkenden Stoßrichtung
oder in einem Bereich von ±45°, insbesondere ±30° um die Senkrechte
zur Stoßrichtung. Die
Schnellwechselfunktion ist dadurch gewährleistet, daß der Wechselhalter
in ausgeschwenkter Lage mit seiner Überhangleiste in die Kehlnut
eingesetzt werden kann. Dann kann bei in der Kehlnut anliegender Überhangleiste
der Wechselhalter bis zum Eingriff und auch bis zur Anlage seines
Kragens auf der Oberseite der Box eingeschwenkt werden, worauf zur
Fixierung des Wechselhalters die Schraubverbindung hergestellt wird.
Die Schraubverbindung hat überwiegend über den
Keileingriff eine zentrierende Funktion und verhindert, daß der Wechselhalter
im Betrieb aus der Box geschleudert wird. Die für die Schraubverbindung schädlichen
Stoßkräfte werden überwiegend
von der Überhangleiste über die
genannte Anlagefläche
in der Kehlnut sowie über
den (rückseitigen)
Kragen auf die Box übertragen.
Da der den Wechselhalter und die Box in Eingriff haltende Schraubenbolzen
innerhalb des Keils angeordnet ist, ergibt sich ein kompaktes System.
Die Achse des Schraubenbolzens steht abweichend von bekannten Systemen
vorzugsweise etwa senkrecht zur Walzenoberfläche oder unter einem kleinen
Winkel zu dieser Senkrechten. Dies erleichtert das Lösen des Schraubenbolzens,
da der Schraubendreher etwa radial zur Walze angesetzt werden kann.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Wechselhaltersystems
ist der Wechselhalter bei Anlage der Überhangleiste in der Kehlnut
bis zu dem Keileingriff mit der Box schwenkbar. Dabei sind die Kehlnut
und der distale Rand der einwärts
gewölbten Überhangleiste
so ausgebildet, daß sich
beim Keileingriff zwischen dem Unterteil des Wechselhalters und
der Box die genannte flächige Anlage
zwischen der Überhangleiste
und der Kehlnutwandung ergibt.
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Nach
der bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Systems
enden die Seitenwandungen der Box unter Bildung seitlicher Schachtöffnungen
mit Abstand von der Walzenoberfläche. Durch
diese Schachtöffnungen
kann nicht nur in den Schacht eingedrungener Schmutz, Bitumen und
dergl. austreten, so daß die
Reinigung erleichtert wird, sondern diese Seitenöffnungen ermöglichen
es, die genannte Platte austauschbar anzubringen, so daß sie bei
Verschleiß gewechselt
werden kann, ohne daß die
Box von der Walze getrennt werden muß. Zu diesem Zweck ist der
kleinste Abstand der Unterkanten der Seitenwandungen im Bereich
der genannten Schachtöffnungen
von der Walzenoberfläche
gleich oder größer als
die Dicke der Platte. Vorzugsweise ist die Platte als Austauschteil
an die Seitenwandungen durch Schweißen angeheftet, so daß sie beim
Lösen der
Schraube zur Entnahme des Wechselhalters aus der Box ihre Lage beibehält. Die
Schweißstellen
sind von außen
zugänglich,
liegen allerdings von der Außenfläche der
Seitenwandungen der Box zurück.
Sie werden daher beim Betrieb kaum beansprucht, sind aber mit einem
Schleifgerät
leicht entfernbar, wenn die Schweißstellen getrennt werden sollen,
um eine verschlissene Platte auszuwechseln.
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Vorzugsweise
ist der vordere und der hintere Rand der Platte teilweise von der
Vorderwand bzw. der Rückwand
der Box beabstandet, so daß zwei Spalten
gebildet sind, durch die feineres Fräs- und Abriebmaterial aus dem
oberen Teil des Schachtes nach unten zu den seitlichen Schachtöffnungen
gelangen und durch diese austreten kann. Im allgemeinen stützt sich
die Platte gegen die Anzugskraft des Schraubenbolzens auf zwei Stufen
ab, die einander gegenüberliegend
innen an der Vorderwand und der Rückwand der Box ausgebildet
sind. Im allgemeinen reicht es, wenn sich die Platte im Bereich
ihrer vier Ecken auf den beiden Stufen abstützt.
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Vorzugsweise
ist der gegenseitige Abstand der Seitenflächen des Unterteils kleiner
als die Innenabmessung des Schachts zwischen seinen Seitenwandungen.
Hieraus resultiert ein seitlicher Spielraum, wenn der Wechselhalter
und die Box im Keileingriff sind. Dieser Spielraum erleichtert den
Ausbau des Wechselhalters, wenn dieser nach langem Betrieb in der
Box festsitzt.
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Nach
der bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Schnellwechselhaltersystems liegt
der Keilwinkel des Unterteils des Wechselhalters in dem Bereich
von 15 bis 25°.
Bei Wechselhaltern, die auch mit ihrem Kragen auf der Oberseite
der Box aufsitzen, erlaubt es dieser Keilwinkel bei in der Box festsitzendem
Wechselhalter, diesen durch Hammerschläge von unten gegen das Werkzeug
aus der Box zu treiben, ohne daß der
Keil bei seiner Schwenkbewegung dabei sperrt. Zweckmäßigerweise
liegt die Höhe
des Unterteils des Wechselhalters bzw. der Aufnahme in dem Bereich
von 2 bis 4 cm.
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Zweckmäßigerweise
ist der Kopf des Schraubenbolzens in einer Senkung der Bohrung abgestützt. Diese
Senkung erstreckt sich wenigstens teilweise in den Unterteil des
Wechselhalters, wodurch sich eine Verringerung der Bauhöhe des Systems
ergibt und der Kopf des eingeschraubten Bolzens bei einem Wechsel
des Werkzeugs, z. B. eines Rundschaftmeißels, nicht stört.
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Die
Vorderwand der Box kann verstärkt und/oder
gehärtet
sein. Vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen System ist es, daß die Vorderwand beim
Einsatz der Walze in Fräsbrechern
auch eine gewisse Brecherfunktion ausüben kann. Sie unterliegt dabei
erhöhtem
Verschleiß,
der durch die genannten Maßnahmen
hintan gehalten werden kann. Auch das Aufschweißen einer besonderen Hartmetallschicht
auf die Vorderwand kann in diesem Falle die Standzeit verlängern.
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Zweckmäßigerweise
sind der Wechselhalter und die Box Stahlgußkörper, wodurch das System kostengünstig herstellbar
ist. Die Stahlgußkörper sind
im allgemeinen nur an ihren gegenseitigen Anlageflächen nachbearbeitet.
Diese Anlageflächen
sind insbesondere die Fläche
an der Unterseite des Kragens des Wechselhalters und auf der Oberseite
der Box sowie die Anlagefläche
der Überhangleiste
in der Kehlnut.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist der Wechselhalter für die drehbare und die drehfeste
Halterung von Werkzeugen eingerichtet. Während Rundschaftmeißel als
axialsymmetrische Werkzeuge drehbar gehaltert werden müssen, sind andere
nicht-axialsymmetrische Werkzeuge, die z. B. mit einer Brecherleiste
zusammenwirken, drehfest zu haltern. Durch die entsprechende Einrichtung
des Wechselhalters können
beide Werkzeugtypen funktionsgemäß gehalten
werden.
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Vorzugsweise
sind zur Drehsicherung des Werkzeugs auf der ringförmigen Oberseite
des Oberteils des Wechselhalters wenigstens eine Nut und auf der
ringförmigen
Unterseite des Werkzeugs wenigstens eine in die Nut eingreifende
Feder ausgebildet. Der Wechselhalter kann daher auch ein Werkzeug ohne
Feder, z. B. den üblichen
Rundschaftmeißel aufnehmen.
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Der
Wechselhalter kann aber auch ein Werkzeug drehfest aufnehmen, wobei
die Drehsicherung durch den Eingriff der Feder an der Werkzeugunterseite
in die Nut erreicht wird. Zweckmäßigerweise verlaufen
die Nut und die in die Nut eingreifende Feder radial zur Achse der
Drehhalterung, wodurch die optimale Drehsperre erreicht wird. Bei
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die Kanten der Nut und der Feder abgeschrägt und die
axialen Höhen
der Abschrägungen
zusammen kleiner als die Höhe
der Feder, die höchstens
gleich der Tiefe der Nut ist. Durch die Abschrägungen wird die Einführung der
Feder in die Nut erleichtert und eine Störung beim Einführen der
Feder in die Nut vermieden, wenn sich mit der Zeit infolge Verschleiß auf der
Oberseite des Wechselhalters an der Nutkante ein Wulst gebildet
hat.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Systems
ist der Oberteil des Wechselhalters für das Anschrauben eines Werkzeugs
eingerichtet. Das Werkzeug kann mit einem verschleißarmen Körper, z.
B. einer Hartmetallplatte bestückt
sein. Vorzugsweise sind der Oberteil und das Werkzeug durch wenigstens
eine Schraube in formschlüssigem
Eingriff gehalten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform untergreift das
Werkzeug das Anschraubende des Oberteils des Wechselhalters in hakenartiger
Form.
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Eine
Walze mit dem erfindungsgemäßen Schnellwechselhaltersystem
kann in kurzer Zeit von einem Werkzeug auf ein anderes Werkzeug
umgerüstet werden,
oder die Werkzeuge auf einer Walze können auch beliebig gemischt
werden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen
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1 die
Seitenansicht des erfindungsgemäßen Wechselhaltersystems;
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2 die
Aufsicht des in 1 gezeigten Wechselhaltersystems;
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3 einen
Schnitt nach der Linie III-III der 2;
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4 einen
Schnitt nach der Linie IV-IV der 1;
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5 einen
Schnitt nach der Linie V-V der 3;
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6 einen
Teilschnitt entsprechend 3 einer weiteren Ausführungsform
des Wechselhalters für
die Anbringung eines anderen Werkzeugs;
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7 einen
Schnitt nach der Linie II-II der 6;
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8 einen
Schnitt nach der Linie I-I der 6;
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9 die
Ansicht gemäß Pfeil
A in 8;
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10 einen
Schnitt nach der Linie X-X der 8;
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11 einen
Schnitt nach der Linie XI-XI der 8;
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12 den
Schnitt einer weiteren Ausführungsform
des Wechselhalters wie in 3, jedoch mit
einem anderen Werkzeug;
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13 die
Aufsicht auf die Oberseite des Wechselhalters der 12;
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14 einen
Schnitt nach der Linie XIV-XIV der 12; und
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15 den
Querschnitt des Wechselhalteroberteils bei einer weiteren Ausführungsform
der Drehsicherung des Werkzeugs.
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Die 1 bis 5 zeigen
eine auf eine Walze 1 durch vorder- und rückseitige
Schweißnähte 2 angebrachte
Box 3, in deren Schacht 4 ein Wechselhalter 5 eingesetzt
ist. Der hier dargestellte Wechselhalter 5 hält in bekannter
Weise einen Rundschaftmeißel 6.
Er kann jedoch auch bei geänderter
Ausbildung seines Kopfes zum Halten eines anderen Werkzeugs dienen,
wie in 6 beispielhaft dargestellt ist. Die beiden Seitenwandungen 3e der Box enden mit ihrer Unterkante 3f mit Abstand von der Oberfläche der
Walze 1, wodurch in den Seitenwandungen 3e zwei
einander gegenüberliegende
Schachtöffnungen 8 gebildet
sind, wie aus 1 ersichtlich ist. 2 zeigt,
daß die
Mittelachse des Halteroberteils 5a und damit
auch des Rundschaftmeißels 6 mit
der Mittelachse der Box 3 und des Wechselhalterunterteils
einen kleinen Winkel von z. B. 7° bildet,
wodurch der Rundschaftmeißel
im Betrieb ständigen
Drehimpulsen ausgesetzt ist und der Meißelverschleiß über den Umfang
vergleichmäßigt wird.
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Aus
den 2 bis 4 ist ersichtlich, daß der Wechselhalter 5 eine
Vertiefung 9 mit einer Senkung 10 für den Kopf 11a eines Schraubenbolzens 11 enthält. Nach
den 3 und 4 hat der Wechselhalter 5 einen
Oberteil 5a, der sich über der
Oberseite der Box 3 erstreckt und mit einem Kragen 5c auf der Oberseite der Box 3 aufliegt.
An den Oberteil 5a schließt sich
nach unten der keilstumpfförmige
Unterteil 5b an. Der Unterteil
hat eine vordere und eine hintere Keilfläche 5d,
die entsprechend keilförmig
verlaufenden Tragflächen 3a im Oberteil des Schachtes 4 aufsitzen.
Der Unterteil 5b enthält ferner
die genannte Vertiefung 9 mit der Senkung 10 einer
mittigen Bohrung 12. Unterhalb und mit Abstand von dem
Boden des Unterteils 5b ist im
Schacht 4 senkrecht zur Achse 14 der Bohrung 12 eine
Platte 13 angeordnet. Die Platte 13 hat eine zentrale
Gewindebohrung 13a, in die der
Schraubenbolzen 11 eingeschraubt ist, der sich mit seinem
Kopf 11a in der Senkung 10 abstützt.
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Aus 3 ist
erkennbar, daß die
Vorderwand 3b und die Rückwand 3c je eine aufwärts nach innen vorkragende
Stufe 3d haben, die in dem Schnitt der 5 gestrichelt
angedeutet ist. Die Platte 13 ist gegen den Zug des Schraubenbolzens 11 in
Aufwärtsrichtung
auf diesen Stufen abgestützt.
Bei der in 5 dargestellten Ausführungsform
erfolgt diese Abstützung
nur in den vier Ecken des Schachtes 4 jeweils auf den Stufen 3d. Zwischen diesen Auflageflächen springt
die vordere und die hintere Kante der Platte 13 nach innen
zurück,
so daß zwischen
der Platte 13 und der Vorderwand 3b bzw.
der Rückwand 3c der Box 3 je ein Spalt 15 bzw. 15' gebildet ist.
Die Spalte 15 und 15' stellen die Verbindung zwischen dem
oberen keilförmigen
Teil des Schachtes 4 und den seitlichen Öffnungen 8 her.
Sie verringern die Verschmutzung des Schachtes oberhalb der Platte 13 und
erleichtern die Reinigung nach dem Ausbauen des Wechselhalters aus
der Box.
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Nach
den 1 und 4 ist die Platte 13 an
den beiden Seitenwandungen 3e durch
kurze Schweißnähte 16 angeheftet.
Die aus Flachstahl bestehende Platte 13 ist bei Verschleiß austauschbar. Hierzu
sind die Schweißnähte 16 abzuschleifen.
Die Mindesthöhe
der Seitenöffnungen 8 (in
ihrer Mitte) ist wenigstens gleich der Dicke der Platte 13,
so daß eine
verschlissene Platte nach Demontage des Wechselhalters 5 und
Entfernung der Schweißnähte 16 nach
unten geschlagen und durch die Öffnung 8 entfernt
werden kann. Auf dem gleichen Wege kann eine neue Platte eingesetzt,
an die Stufen 3d gehoben und durch
Schweißnähte 16 angeheftet
werden.
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Aus 3 ist
ersichtlich, daß die
Box 3 an ihrer Vorderseite eine Kehlnut 3g aufweist.
Der Querschnitt der Kehlnut ist im oberen Bereich etwa kreisbogenförmig mit
kleinerem Krümmungsradius,
der nach unten hin unter Abflachung der Nut größer wird. Die Kehlnut 3g verläuft im wesentlichen parallel
zur Achse der Walze 1, d. h. senkrecht zur Zeichenebene der 3.
An dem Wechselhalter 5 ist vorderseitig eine Überhangleiste 5' angeformt,
deren unteres Ende nach rückwärts, d.
h. zu dem kegelstumpfförmigen
Unterteil 5b hin gebogen ist. Die
der Kehlnut 3g anliegende Randfläche der
Leiste 5' ist
im Querschnitt ebenfalls kreisbogenförmig mit kleinerem Radius ausgebildet,
wobei der Krümmungsradius
ebenso wie bei der Kehlnut 3g nach
außen
hin (mit zunehmendem Abstand von der Kontaktfläche Y) größer wird. Die Stoßbeanspruchung
des Rundschaftmeißels 6 im
Betrieb erfolgt etwa in der Richtung des Pfeils P, die im wesentlichen
senkrecht auf der Anlagefläche
Y steht. Hierdurch und durch die Anlagefläche X des Kragens 5c mit der Oberseite der hinteren Wand 3c der Box wird die Stoßbeanspruchung
von dem Wechselhalter direkt auf die Box übertragen und dadurch die Schraubverbindung 11, 13a entlastet.
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Der
Wechselhalter 5 kann nach Entfernung der Schraube 11 um
die Achse Z in Richtung des Pfeils P' aus der Box 3 ausgeschwenkt
und dann von dieser getrennt werden. Der Wechsel des Wechselhalters 5 ist
daher schnell und einfach möglich.
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Der
Keilwinkel des Unterteils 5b des
Wechselhalters ist mit 20° so
gewählt,
daß der
Wechselhalter 5 um den Achse Z schwenken kann, ohne daß die Keilverbindung
zwischen der Box und dem Unterteil des Wechselhalters hierbei sperrt.
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Die 6 bis 11 zeigen
den oberen Teil 5a bei einer anderen
Ausführungsform
des Wechselhalters 5. Das Endstück des Oberteils 5a ist mit einer Bohrung 24 und
einem nach unten ragenden Vorsprung 25 versehen. Das Werkzeug 26 umgreift
mit seinem hakenförmigen
Unterteil 26' den
Vorsprung 25 im wesentlichen formschlüssig. Es enthält eine Gewindebohrung 27 und
trägt hart
angelötete
Hartmetallplatten 28. Durch die formschlüssige Anbringung
des Werkzeugs 26 kann die Standzeit des Werkzeugs wesentlich
verlängert
werden.
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Der
wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Wechselhaltersystems besteht
darin, daß die Box
und der Wechselhalter als Stahlgußkörper hergestellt werden können und
nur noch wenig Nachbearbeitung an den tragenden Flächen zwischen
Halter und Box erforderlich ist. Das erfindungsgemäße Wechselhaltersystem
bietet daher gegenüber
bekannten Systemen erhebliche Kostenvorteile. Die Montage und Demontage
der Wechselhalter ist leichter möglich,
da der Schraubenbolzen nicht mehr tangential, sondern im wesentlichen
senkrecht zur Walzenoberfläche
steht. Außerdem
hat sich gezeigt, daß die
Verschmutzung im Inneren der Box geringer und leichter zu beseitigen
ist, so daß der
Austausch des Wechselhalters in der Box vereinfacht wird.
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Der
in den 12 bis 14 gezeigte Wechselhalter 5 unterscheidet
sich von dem Wechselhalter der 3 nur dadurch,
daß er
auch für
die drehfeste Halterung eines Brecherwerkzeugs 20 eingerichtet
ist, das eine Hartmetallplatte 21 trägt und z. B. mit einer Brecherleiste
(nicht dargestellt) zusammenwirkt. Die Drehsicherung wird dadurch
erreicht, daß das
Werkzeug 20 an seiner Unterseite 20b eine radiale
Feder 20a trägt, während auf der ringförmigen Oberseite 5e des Wechselhalters eine radiale Nut 5g ausgebildet ist. Beim Einsetzen des
Werkzeugschafts 20' in
die Aufnahme 5f analog dem in 3 gezeigten
Rundschaftmeißel 6 wird
durch den Eingriff der Feder 20a in
die Nut 5g das Werkzeug in der für den Brechvorgang
erforderlichen Winkellage drehfest fixiert. Aus den 13 und 14 ist
ersichtlich, daß die
Kanten der Nut 5g Abschrägungen 5i unter 45° aufweisen. Die Kanten der Feder 20a haben ebenfalls Abschrägungen 20c, die jedoch steiler (60°) angesetzt
sind. Durch die Abschrägungen 5i, 20c wird
die Einführung
der Feder 20a in die Nut 5g insbesondere dann ermöglicht,
wenn sich an einer Kante der Nut 5g infolge
Verschleiß ein
Wulst 5k gebildet hat.
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Bei
der in 15 dargestellten Ausführung der
Drehsicherung des Rundschaftwerkzeugs ist in der Schaftaufnahme 5f des Oberteils 5a eine
achsparallele Längsnut 5h ausgebildet. Dementsprechend hat der
Werkzeugschaft 20' eine
parallel zur Achse 22 (12) verlaufende
Längsfeder 20d, die durch einen Längsschlitz 23a in
der Federhülse 23 in
die Längsnut 5h eingreift. So wird die gleiche Drehsicherung
des Rundschaftwerkzeugs 20 wie bei der in den 12 bis 14 gezeigten
Ausführungsform
erreicht.
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Wechselhalter 5 mit
Drehsicherung nach den 12 bis 15 können wahlweise
mit drehbaren Rundschaftwerkzeugen oder mit drehfesten Rundschaftwerkzeugen
bestückt
werden.
