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Die
Erfindung betrifft einen Rundschaftmeißel mit einer Spannhülse, wobei
der Rundschaftmeißel
einen Meißelkopf
und einen Meißelschaft
aufweist, der drehbar in der Spannhülse gehalten ist.
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Rundschaftmeißel werden
beispielsweise in Maschinen im Bergbau eingesetzt um Mineralien oder
Kohle zu gewinnen oder auch im Straßenbau um eine Trasse zu formen
oder einen Straßenbelag zu
entfernen. Eine Anzahl von Rundschaftmeißeln sind dabei in Meißelhaltern
auf einer Kette oder Trommel montiert und werden bei deren Bewegung mit
dem zu entfernenden Material in Eingriff gebracht.
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Vorteilhafterweise
sind die Rundschaftmeißel
um ihre Längsachse
drehbar angeordnet, um einen gleichmäßigen Verschleiß eines
an ihrer Spitze befestigten mit einem Hartmetall-Schneidwerkzeug bestückten Meißelkopfs
zu erreichen. Die Längsachse
der Rundschaftmeißel
kann zur Bewegungsrichtung in einem flachen Winkel angeordnet sein,
um die auftretenden Kräfte
vor allem in Längsrichtung
und in geringerem Maße
quer zur Längsachse
wirken zu lassen und eine Bruchgefahr zu verringern.
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Rundschaftmeißel können einen
zylindrischen Schaft aufweisen, der jedoch aufgrund der bei seinem
Einsatz auftretenden Kippkräfte
zu einer die Drehbewegung behindernde Verklemmung oder einen einseitigen
Verschleiß des
Schaftes oder der ihn aufnehmenden Bohrung neigt.
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Aus
der
DE 101 60 668
C2 ist ein Schrämwerkzeug
mit einem Meißelhalter
mit einer zumindest abschnittsweise konischen Aufnahme, einem Rundschaftmeißel und
einer Verschleißschutzhülse zur Aufnahme
des Rundschaftmeißels
bekannt. Die Verschleißschutzhülse ist
zwischen dem Rundschaftmeißel
und dem Meißelhalter
positioniert. Dabei ragt die Verschleißschutzhülse mit einem Abschnitt in
die Aufnahme und ist dort in dem Meißelhalter lösbar verbunden.
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Der
in die Aufnahme ragende Abschnitt der Verschleißschutzhülse weist ein konisches Vorderendteil
und ein zylindrisches Hinterendteil auf. Die Verschleißschutzhülse liegt
mit Vorspannung an der zylindrischen Innenwandung der Aufnahme an.
In den Spalt zwischen dem Meißelhalter
und dem rotierenden Rundschaftmeißel oder der Verschleißschutzhülse eindringendes
Gesteinsmehl kann die Rotation des Rundschaftmeißels behindern und sich in
diesem Bereich ansammeln. Hierdurch kann ein ungleichmäßiger Verschleiß des am
Rundschaftmeißel
angebrachten Schneidwerkzeugs bewirkt werden.
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Die
EP 1216343 B1 beschreibt
eine Einrichtung zum lösbaren
Festlegen eines Rundschaftmeißels
in einer Meißelbüchse. Die
Meißelbüchse ist
in einem Meißelhalter
lösbar
festgelegt. Dabei ist die Meißelbüchse mit
einer konischen Außenform
versehen, die in eine korrespondierende Öffnung in dem Meißelhalter
eingebracht ist.
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Während des
Betriebs sind die Meißelbüchse und
der Meißelhalter
fest miteinander verbunden und können
keine Bewegung zueinander ausführen. Zur
Demontage der Meißelbüchse ist
ein Fluidanschluss vorgesehen, durch den Fluidmittel zwischen die
Meißelbüchse und
den Meißelhalter
unter Druck eingebracht werden kann.
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Die
DE 196 24 363 B4 beschreibt
einen Rundschaftmeißel
mit einer Aufnahme wie sie in der
EP 1216343 B1 veröffentlicht ist. Zusätzlich wird
hier die Bewegung des Rundschaftmeißels in Richtung seiner Achse
beschrieben, die auf eine mittels eines Ventils durch den Meißel öffenbaren
Wasserzufuhr zur Bedüsung
des Meißels
mit Wasser einwirken kann.
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Die
EP 1000721 B1 ,
die US 2003(0015907 und die
EP
1 163 424 B1 beschreiben jeweils einen Meißelhalter
für einen
Meißel
mit einem zylindrischen Schaft, wobei der Meißelhalter mit einem Abschnitt mit
einer konischen Außenkontur
in einen Trägerblock
eingesetzt wird. Zur Verdrehsicherung ist der Meißelhalter
in Richtung parallel zu seiner Längsachse
mit einer planen Außenfläche versehen.
Ein Eindringen von Abraum in den Bereich der konischen Außenkontur
wird mit einer umlaufenden Umfangserweiterung des Meißelhalters
erschwert. Der Meißelhalter
ist mit einer Querschnittsverengung versehen, die als Soll-Bruchstelle
dient und bei Überlastung
den Trägerblock
und weitere Bauteile wie eine rotierende Trommel, an deren Umfang
die Trägerblöcke befestigt
sind, schützt.
Der Meißelschaft
und damit auch der Meißelkopf
sind drehbar in dem Meißelhalter
gelagert.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, einen Rundschaftmeißel der eingangs erwähnten Art
zu schaffen, bei dem eine dauerhafte Drehbarkeit sichergestellt
ist.
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Aus
der
GB 1 402 489 ist
ein Werkzeug mit einem Schaftmeißel bekannt. Der Schaftmeißel weist einen
Meißelkopf
und einen daran angeschlossenen Meißelschaft auf. Der Meißelschaft
ist schwenkbar in einer Meißelaufnahme
eines Meißelhalters
befestigt.
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Die
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass zwischen einer Innenkontur der Spannhülse und einer Schaftkontur
des Meißelschaftes
ein Schwenklager derart gebildet ist, dass der Rundschaftmeißel mit seiner
Mittellängsachse
bezüglich
einer Mittellängsachse
der Spannhülse
schwenkbar gelagert ist. Durch das Schwenklager wird eine Taumelbewegung der
Längsachse
des Rundmeißels
ermöglicht,
die bewirken kann, dass zwischen den Meißelschaft und den Meißelhalter
eingedrungene Verschmutzungen wieder ausgetragen werden und die
Beweglichkeit des Rundmeißels
im Betrieb erhalten bleibt.
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Eine
besonders kostengünstig
zu fertigende Ausführungsform
sieht vor, dass die Innenkontur der Spannhülse zumindest im Bereich der
Schwenklagerung zylindrisch und die Schaftkontur in Richtung auf die
Innenkontur der Spannhülse
ausgebaucht ist.
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Weist
die Schaftkontur des Meißelschaftes ausgehend
vom Meißelkopf
zunächst
einen ersten konischen Abschnitt mit in Richtung des Meißelkopfes
verjüngender
Kontur, und einen daran anschließenden zweiten konischen Abschnitt
mit in Richtung des Schaftendes verjüngender Kontur auf, wirkt bei Verkippung
der Längsachse
des Meißelschaftes
eine große
Kontaktfläche
mit der Spannhülse, ähnlich wie bei
einem Wälzlager,
wodurch der Verschleiß vermindert
werden kann.
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Weist
die Schaftkontur des Meißelschaftes zwischen
dem ersten konischen Abschnitt und dem zweiten konischen Abschnitt
einen zylindrischen Abschnitt auf, kann in diesem zylindrischen
Abschnitt eine Sicherung angebracht sein, die den Rundmeißel gegen
Herausziehen in axialer Richtung sichert.
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Ist
die Schaftkontur des Meißelschaftes
tonnenförmig,
insbesondere ballig ausgebildet, wird bei der Taumelbewegung eine
eingedrungene Verschmutzung besonders wirksam entfernt, da der sich bei
Verkippung der Achse von Meißelschaft
und Meißelhalter
bildende Spalt in Längsrichtung
des Meißelschaftes
von der Mitte nach außen
verbreitert.
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Ist
im Bereich der Schaftkontur mit maximalem Schaftdurchmesser eine
Passung zwischen der Schaftkontur und der Innenkontur der Spannhülse vorgesehen
ist, die ≤ 0,2
mm beträgt,
und ist im Bereich des verjüngten
Schaftdurchmessers eine Passung im Bereich zwischen ≥ 0,2 mm und ≤ 0,8 mm vorgesehen,
kann erreicht werden, dass die gewünschte Rotationsbewegung des
Meißelschaftes bei
geringem Verschleiß und
guter Reinigungswirkung des Bereichs zwischen Meißelschaft
und Meißelhalter
aufrecht erhalten werden kann.
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Beträgt ein Schwenkwinkel
zwischen der Mittellängsachse
des Rundschaftmeißels
und der Mittellängsachse
der Spannhülse
bis ±5°, kann erreicht
werden, dass der Rundschaftmeißel
eine gute Wirksamkeit, eine geringen Verschleiß des Meißelschaftes und gleichzeitig
die erfindungsgemäße dauerhafte
Beweglichkeit in der Meißelaufnahme
aufweist.
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Ein
vorteilhaftes Verschleißverhalten
des Rundschaftmeißels
und ein gutes Abtragen der eingebrachten Kräfte kann erreicht werden, indem
im geschwenkten Zustand des Rundschaftmeißels zwischen dem konischen
Abschnitt und gegenüberliegend
zwischen dem konischen Abschnitt der Schaftkontur und der Innenkontur
der Spannhülse
jeweils eine parallele Kontaktzone ausgebildet ist.
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Eine
dauerhafte Befestigung des Rundschaftmeißels in dem Meißelhalter
bei kostengünstiger
Ausführung
kann erreicht werden, indem der Meißelschaft innerhalb seiner
Schaftkontur eine umlaufende Nut aufweist, in die im montierten
Zustand des Rundschaftmeißels
in der Meißelaufnahme
mindestens ein Haltelement, welches aus der Innenkontur der Spannhülse freigestellt
ist, eingreift.
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Die
gewünschte
Taumelbewegung des Rundschaftmeißels kann erreicht werden,
indem die Nut im Bereich des größten Schaftdurchmessers
der Schaftkontur angeordnet ist.
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Ein
wirksamer Verschleißschutz
des Meißelhalters
ist erreichbar, indem der Rundschaftmeißel einen Flansch aufweist,
der sich mit seiner Auflagefläche
auf einer Stützfläche eines
Verschleißschutzelementes
abstützt,
wobei der Meißelschaft
durch eine Bohrung des Verschleißschutzelementes ragt, wobei zwischen
Bohrung und Meißelschaft
eine Spielpassung derart ausgebildet ist, dass das Verschleißschutzelement
während
der Schwenkbewegung des Rundschaftmeißels eine plan aufliegende
Lage auf einer vorderen Endfläche
des Meißelhalters
einnimmt. Eine Verkantung des Verschleißschutzelementes bei der Taumelbewegung
kann durch die Spielpassung verhindert werden.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Befestigungsanordnung für
einen Rundschaftmeißel
in der Schnittdarstellung;
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2 schematisch
den Rundschaftmeißel mit
einer Spannhülse;
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3 schematisch
den gegenüber
der Spannhülse
geschwenkten Rundschaftmeißel
und
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4 schematisch
eine weitere Ausgestaltung eines Meißelschaftes.
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1 zeigt
in der Schnittansicht eine Befestigungsanordnung 1 für einen
Rundschaftmeißel 10, der
einen Meißelkopf 11 mit
einer Meißelspitze 12 aus
beispielsweise Hartmetall sowie einen Meißelschaft 15 aufweist,
welcher drehbar gelagert mittels einer Spannhülse 30 in einer Meißelaufnahme 21 einer
Meißelhalterung 20 montiert
ist.
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Zur
einfachen Montage weist die Spannhülse 30 einen parallel
zu seiner Mittellängsachse 35 verlaufenden
Schlitz 33 auf, der vor oder während der Montage gestaucht
werden kann und sich dann infolge von Rückstellkräften nach der Montage aufweitet,
so dass im montierten Zustand die Spannhülse 30 mit ihrer Außenkontur 31 mit
der Innenfläche der
Meißelaufnahme 21 eine
kraftschlüssige
Verbindung eingeht. Der Rundschaftmeißel 10 stützt sich mit
einer Auflagefläche 14 eines
Flansches 13 auf einer Stützfläche 41 eines Verschleißschutzelementes 40 ab.
Das Verschleißschutzelement 40 kann
aus einem gehärteten
Material bestehen, und verhindert in bekannter Weise, dass infolge
der Drehbewegung des Rundschaftmeißels 10 im montierten
Zustand während
des Betriebs der Meißelhalter 20 an
seiner vorderen Endfläche 22 zu
stark abgenutzt wird.
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Wie
die 1 erkennen lässt,
weist das Verschleißschutzelement 40 an
seiner Unterseite eine konische Anfasung auf. Diese greift im montierten Zustand
passgenau in ein, um die Meißelaufnahme 21 umlaufende
konische Einsenkung der Endfläche ein.
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Der
Meißelschaft 15 des
Rundschaftmeißels 10 ist
derart ausgebildet, dass zwischen einer Innenkontur 32 der
Spannhülse 30 und
einer Schaftkontur 16 des Meißelschaftes 15 ein
Schwenklager derart gebildet ist, dass der Rundschaftmeißel 10 mit
seiner Mittellängsachse 17 bezüglich einer
Mittellängsachse 35 der
Spannhülse 30 bzw.
einer Mittellängsachse 23 der
Meißelhalterung
schwenkbar gelagert ist. Dies wird zum einen dadurch erreicht, dass
die Innenkontur 32 der Spannhülse 30 im Bereich
der Schwenklagerung zylindrisch und die Schaftkontur 16 in
Richtung auf die Innenkontur 32 der Spannhülse 30 ausgebaucht
ist. Im gezeigten Beispiel ist die Schaftkontur 16 des
Meißelschaftes 15 tonnenförmig ausgebildet.
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Im
gezeigten Beispiel weist der Meißelschaft 15 des Rundschaftmeißels 10 innerhalb
seiner Schaftkontur 16 eine umlaufende Nut 16.4 auf,
in die im montierten Zustand des Rundschaftmeißels 10 in der Meißelaufnahme 21 mehrere
Haltelemente 34, welche aus der Innenkontur 32 der
Spannhülse 30 freigestellt
sind, eingreifen. Damit wird verhindert, dass der Rundschaftmeißel 10 bei
Einwirkung von axialen Kräften
in Achsrichtung aus der Meißelaufnahme 21 ausgezogen
werden kann. Im gezeigten Beispiel ist die Nut 16.4 im
Bereich des größten Schaftdurchmessers
der Schaftkontur 16 angeordnet.
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Die
Schaftkontur 16 ist im gezeigten Beispiel gegenüber der
Innenkontur 32 der Spannhülse 30 derart ausgelegt,
dass ein Schwenkwinkel 60 zwischen der Mittellängsachse 17 des
Rundschaftmeißels 10 und
der Mittellängsachse 35 der
Spannhülse 30 von
bis zu ±5° realisiert
werden kann.
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Infolge
dieser speziellen Ausgestaltung kann der Rundschaftmeißel 10 in
der Meißelaufnahme 21 während des
Einsatzes eine Taumelbewegung ausführen, die ein Freispülen vom
beispielsweise eingedrungenem Gesteinsabrieb begünstigt.
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In
einer hier nicht explizit dargestellten Variante kann vorgesehen
sein, dass das Verschleißschutzelement 40 eine
Bohrung 42 aufweist, durch die der Meißelschaft 15 ragt,
wobei zwischen Meißelschaft 15 und
Innenfläche
der Bohrung 42 eine Spielpassung derart ausgebildet ist,
dass das Verschleißschutzelement 40 während der
Schwenkbewegung des Rundschaftmeißels 10 eine plan
aufliegende Lage auf der vorderen Endfläche 22 des Meißelhalters 20 beibehält.
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2 zeigt
gegenüber 1 in
schematischer Darstellung den Rundschaftmeißel 10 mit seinem
Meißelschaft 15 und
der Spannhülse 30.
Die Schaftkontur 16 weist in dieser Variante ausgehend vom
Meißelkopf 11 bzw.
vom Flansch 13 zunächst
einen ersten konischen Abschnitt 16.1 mit in Richtung des
Meißelkopfes 11 verjüngender
Kontur, und einen daran anschließenden zweiten konischen Abschnitt 16.3 mit
in Richtung des Schaftendes verjüngender Kontur
auf.
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2 zeigt
den Rundschaftmeißel 10 zunächst in
einem nicht gekippten Zustand, wobei die Mittellängsachse 17 des Rundschaftmeißels 10 mit der
Mittellängsachse 35 der
Spannhülse 30 identisch sind.
Bei einem Meißelschaft 15 mit
einem Durchmesser von beispielsweise 20 mm ist im Bereich der Schaftkontur 16 mit
maximalem Schaftdurchmesser eine Passung 70 vorgesehen,
die zwischen der Schaftkontur 16 und der Innenkontur 32 der
Spannhülse 30 typisch ≤ 0,2 mm, vorzugsweise ≤ 0,1 mm beträgt. Im Bereich
des verjüngten
Schaftdurchmessers ist eine Passung 80 zwischen ≥ 0,2 mm und,
abhängig
vom maximalen Schwenkwinkel 60 und dem Durchmesser des
Meißelschaftes 15 bis ≤ 0,8 mm vorgesehen.
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3 zeigt
in schematischer Darstellung den Rundschaftmeißel 10 mit den Merkmalen,
wie sie in 2 bereits gezeigt sind und zuvor
beschrieben wurden, in gekippter Darstellung. Der Schwenkwinkel 60 zwischen
der Mittellängsachse 17 des Rundschaftmeißels 10 und
der Mittellängsachse 35 der
Spannhülse 30 beträgt dabei
bis zu ±5°.
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Im
geschwenkten Zustand des Rundschaftmeißels 10 ist zwischen
dem konischen Abschnitt 16.1 und gegenüberliegend zwischen dem konischen Abschnitt 16.3 der
Schaftkontur 16 und der Innenkontur 32 der Spannhülse 30 jeweils
eine parallele Kontaktzone 50 ausgebildet, wodurch ein
Abrollen des Meißelschaftes 15 auf
der Innenkontur 32 der Spannhülse, ähnlich wie bei einem Wälzlager,
gewährleistet ist.
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4 zeigt
die Schaftkontur 16 des Meißelschaftes 15 in
einer Ausführungsvariante,
bei der zwischen dem ersten konischen Abschnitt 16.1 und dem
zweiten konischen Abschnitt 16.3 ein zylindrischer Abschnitt 16.2 vorgesehen
ist.
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Durch
die besondere Ausgestaltung der Schaftkontur 16 gegenüber der
Innenkontur 32 der Spannhülse 30 kann erreicht
werden, dass infolge der induzierten Taumelbewegung des Rundschaftmeißels 10 innerhalb
der Spannhülse 30 bzw.
innerhalb der Meißelhalterung 20 während des
Betriebs eine bessere Schmutzaustragung gewährleistet werden kann. Das
verbesserte Walzverhalten führt
insbesondere zu einem verringerten Verschleiß zwischen Spannhülse 30 und
dem Meißelschaft 15,
was sich vorteilhaft hinsichtlich der Standzeit auswirkt.