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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich in erster Linie auf das Zurückhalten
von Drehmeißeln, die
aus einem gehärteten
Stahlhauptteil mit einer harten Spitze bestehen und von einer Aufnahmehülse aus
gehärtetem
Stahl zurückgehalten
werden. Diese Meißel
sind an einem Halter befestigt, wie zum Beispiel Trommeln bzw. Zylindern,
Ketten und Rädern
in verschiedenen Ausrichtungen und Menge. Der Meißel befindet
sich dann in Eingriff mit Weichgesteinsformationen, die von Asphalt
bis Sandstein reichen. Die am Ende des Hauptteils befestigte harte Spitze
steht direkt mit dem im Abbau oder der Zerkleinerung befindlichen
Material in Eingriff.
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Die
Aufnahmehülse
erlaubt die freie Drehung des Meißels relativ zu dem Halter
um die Mittelachse des Meißels,
während
er gegen ein axiales Entfernen von dem Halter zurückgehalten
wird. Weil die Spitze frei drehbar ist, ist sie grundsätzlich selbstschärfend.
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Es
versteht sich, daß die
oben beschriebenen Schneidmechanismen verwendet wurden, um durch
harte Materialien zu schneiden, wie zum Beispiel Gestein und Eis,
zusätzlich
zu dem Schneiden durch weichere Materialien, wie zum Beispiel Asphalt.
Während
des Schneidens von Gestein gibt es die höchste Rate an Meißelverschleiß an der
Karbidspitze, so daß die
Verschleißlebensdauer
des Meißels
durch die Lebensdauer der Karbidspitze bestimmt wird. Während des
Schneidens relativ weicher Stoffe, wie zum Beispiel Asphalt, Kohle
und Salz, gibt es jedoch die höchste
Verschleißrate
an dem Meißelkopf,
d.h. der Abbau, welcher durch geschnittenen bzw. zerkleinerten Asphalt
hervorgerufen wird, der gegen den Kopf reibt und auftrifft.
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Wenn
also während
einer Straßendeckenerneuerung
Asphalt zerkleinert wird, wird die Verschleißlebensdauer des Schneidmeißels durch
die Lebensdauer des Meißelhauptkörpers bestimmt, statt
durch die der Meißelspitze.
Man hat sich Mühe gegeben,
die Lebensdauer des Meißelhauptkörpers zu
erhöhen,
wie zum Beispiel in der US-2005/0035649 beschrieben ist, wobei ein
Ring auf einer Schulter des Hauptteils rückwärtig der Spitze vorgesehen
ist. Der Ring ist aus einem härteren Material
gebildet als der Meißelhauptteil
und leitet den in Zerkleinerung befindlichen Stoff (zum Beispiel Asphalt)
in einer den Verschleiß des
Meißelhauptkörpers minimierenden
Weise. Somit wird die Lebensdauer des Meißelhauptteils verlängert.
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Eine
Konsequenz der verlängerten
Lebensdauer des Hauptteils des Meißels besteht darin, daß die Werkzeuglebensdauer
nun oft durch die Lebensdauer der Aufnahmehülse bestimmt wird (auch Keeper
(Halter) genannt). Die Hülse
ist in typischer Weise aus einem Bogen bzw. Blech aus Federstahl
mit einer Dicke von nicht größer als
0,045 Zoll gebildet. Eine Vielzahl von Lappen bzw. Dornen oder Anhängern ist
radial einwärts
von dem zylindrischen Abschnitt verformt und wird in einer Ringnut
des Meißelschaftes
aufgenommen. Die Lappen werden gewöhnlich durch Stanzen gebildet
mit der Folge, daß jeder
Lappen, in Richtung parallel zu der Achse (siehe 7)
gesehen, allgemein U-förmig
oder V-förmig
ist. Aufgrund der zwischen der Hülse
und dem Meißelschaft
während
einer Schneidtätigkeit
auftretenden Drehreibung wird die Hülse letzten Endes dünn abgenutzt
und anfälliger
für eine
Deformation. Deshalb verlieren die Hülsen allmählich ihre Meißelaufnahme- bzw. -rückhalteeigenschaften,
so daß die Meißel in die
Lage versetzt werden, zu verrutschen. Es wäre daher wünschenswert, eine Rückhalte-
bzw. Aufnahmehülse
zur Verfügung
zu stellen, die eine längere
Meißelrückhaltelebensdauer
hätte.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Nach
einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Aufnahmehülse für das Zurückhalten eines
Drehmeißels.
Die Hülse
weist einen längs
geschlitzten zylindrischen Abschnitt, der eine Längsachse bildet, und mindestens
vier am Umfang im Abstand angeordnete Lappen bzw. Dorne oder Anhänger auf,
die im allgemeinen radial einwärts
von dem zylindrischen Abschnitt deformiert bzw. verformt sind. Die
Hülse wird
aus einem Blatt bzw. Blech aus Federstahl mit einer Dicke von mindestens
0,048 Zoll gebildet. Jeder Lappen weist einen Verbinderabschnitt auf,
der von dem zylindrischen Abschnitt in einer Richtung im allgemeinen
radial einwärts
und längs rückwärts geneigt
ist. Jeder Lappen weist ferner einen Halteabschnitt auf, der sich
von einem freien Ende des Verbinderabschnittes nach rückwärts erstreckt.
Der Halteabschnitt weist eine erste flache Oberfläche auf,
welche der Achse zugewandt ist und parallel zu ihr ausgerichtet
ist, und weist eine zweite flache Oberfläche auf, welche nach rückwärts gerichtet
ist und senkrecht zu der Achse ausgerichtet ist.
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Nach
einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung eine Schneidanordnung,
die einen Drehmeißel und
die oben beschriebene Rückhaltehülse für die Drehhalterung
des Drehmeißels
aufweist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
ausführlichen
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform derselben in Verbindung
mit den anliegenden Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszahlen
gleiche Elemente bezeichnen.
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1 ist
eine Seitenansicht einer Schneidanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung,
die einen Schneidmeißel
und eine Aufnahmehülse
für diesen
einschließt.
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1A ist
ein abgebrochener Längsschnitt der 1 unter
Darstellung der Art und Weise, wie die Aufnahmehülse mit einem Schaft des Meißels in Eingriff
kommt.
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2 ist
eine Seitenansicht der Aufnahmehülse
in einem entspannten bzw. gelösten
Zustand.
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3 ist
eine Längsendansicht
der Aufnahmehülse.
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4 ist
eine vergrößerte abgebrochene Ansicht
der 3.
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5 ist
eine Ansicht in Richtung des Pfeils B der 4.
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6 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 in 3.
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7 ist
eine ähnliche
Ansicht wie 4, und zwar von einer bekannten
Aufnahmehülse.
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Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
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In
den 1 und 1A ist ein Werkzeughalter 40 gezeigt,
der geeignet ausgestaltet ist, um an einem (nicht gezeigten) Fahrzeug
befestigt zu werden, zum Beispiel durch Schrauben oder Schweißen, und
gezeigt ist auch ein Schneidwerkzeug oder Meißel 42, der in dem
Halter angebracht ist. Normalerweise gäbe es eine Vielzahl von Haltern 40 und
Meißeln 42,
die auf einem Träger
montiert sind, wie zum Beispiel einem auf dem Fahrzeug angeordneten Drehzylinder.
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Der
Halter kann aus Stahl gebildet sein und weist eine zylindrische
Bohrung 44 auf, die sich durch eine Vorderfläche 46 des
Halters erstreckt.
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Der
Meißel 42 weist
einen, zum Beispiel aus gehärtetem
Stahl gebildeten, Körper
oder Hauptteil auf, der einen Vorderkopf 50 einschließt. Eine
harte Schneidspitze 52 (die zum Beispiel aus Sinterkarbid gebildet
ist) ist an einem Vorderende des Kopfes 50 angebracht.
Der Hauptteil bestimmt eine Längsmittelachse
A.
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Der
Kopf 50 weist einen vorderen Ringflansch 54 größeren Durchmessers
als die Bohrung 44 auf. Der Hauptteil weist ferner einen
Schaft 56 auf, der sich von dem Kopf 53 nach rückwärts erstreckt und
einen kleineren Durchmesser als die Bohrung 44 hat.
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Der
Körper
bzw. Hauptteil weist ferner einen rückwärtigen zylindrischen Flansch 58 auf,
der an einem hinteren Ende des Schaftes 56 angeordnet ist und
einen Durchmesser hat, der nicht größer als (vorzugsweise gleich)
dem der Rest des Schaftes ist. Somit wird ein ringförmiger radialer
Spalt zwischen einer äußeren zylindrischen
Oberfläche
des hinteren Flansches 58 und der zylindrischen Wand der
Bohrung 44 gebildet. Ein hinteres Ende 61 des
Flansches 58 ist abgeschrägt, um den Eintritt in die
Bohrung zu erleichtern.
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Der
Kopf 50 kann einen Ring 59 aufweisen, der härter als
der Hauptteil ist und rückwärtig der Spitze 52 angebracht
ist, um die Erosion bzw. den Abtrag des Kopfes zu verringern, wie
in der veröffentlichten
US-Patentanmeldung Nr. 2005/0035649 offenbart ist.
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Der
Schaft weist eine Ringnut 60 auf, die in diesem unmittelbar
vor dem hinteren Flansch gebildet ist und eine Grundfläche 65 einschließt.
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Eine
Rückhalte-
bzw. Aufnahmehülse 70,
die vorzugsweise aus gehärtetem
Stahl gebildet ist, befindet sich zwischen dem Schaft 56 und
der zylindrischen Wand der Bohrung 44. Die Aufnahmehülse weist
einen zylindrischen Abschnitt 72 auf, der einen Längsschlitz 75 einschließt. Der
zylindrische Abschnitt 72 ist lang genug, um im wesentlichen
den ganzen Schaft 56 abzudecken.
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In
einem entspannten Zustand (2) hat der
zylindrische Abschnitt einen äußeren Durchmesser,
der größer als
der der Bohrung 44 ist. Nachdem der zylindrische Abschnitt
radial zusammengedrückt und
in der Bohrung (1) angeordnet ist, versucht er
somit, sich zu erholen bzw. nach außen zurück zu prallen, und schafft
eine dichte Berührung
mit der Bohrungswand, während
der innere Durchmesser des zusammengedrückten zylindrischen Abschnittes 72 nur
lose mit dem Schaft 56 in Eingriff tritt (oder den Eingriff
vermeidet), um irgendeine Behinderung oder ein Blockieren der freien
Drehung des Werkzeuges minimal zu machen.
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Die
Aufnahmehülse 70 weist
mindestens vier am Umfang im Abstand angeordnete Zungen oder Lappen
bzw. Dorne 74 auf, die im allgemeinen radial einwärts von
dem zylindrischen Abschnitt gebogen und in der Ringnut 60 aufgenommen
sind, um ein axiales Verrutschen des Meißels von der Hülse zu verhindern,
während
die freie Drehung des Meißels
erlaubt wird. Wenn vier Lappen 74 benutzt werden, befinden
sie sich am Umfang im allgemein gleichen Abstand um einen Winkel α von etwa
86° ± 5°.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Hülse
aus einem Blech aus gehärtetem
Stahl mit einer Dicke T gebildet, die größer als die früher bei
der Herstellung von Aufnahmehülsen
verwendete ist, wobei die Dicke T mindestens 0,048 Zoll beträgt. Bekannte
Aufnahmehülsen
hatten eine Dicke, die nicht größer als
0,045 Zoll war. Durch Erhöhen
der Dicke auf mindestens 0,048 Zoll hat die Hülse gemäß der vorliegenden Erfindung
eine längere
Verschleißlebensdauer.
Die Hülse
ist auch robuster und zeigt einen größeren Widerstand gegen das
Zusammendrücken,
wenn sie installiert wird, so daß ihre Rückprallfestigkeit erhöht ist.
Infolgedessen befindet sie sich in dichterer Widerlage gegen die
Wand der Bohrung 44 und übt somit eine größere Reibkraft
aus, um einem Verrutschen aus der Bohrung zu widerstehen.
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Die
Lappen 74 sind auch in einer Weise gestaltet, daß ihre Rückhalteeigenschaften
für Meißel maximal
gemacht sind. Früher
wurden Lappen Ta mit einer U-Gestalt oder V-Gestalt gebildet, wie
man in Richtung parallel zur Achse A sieht (7). Im Gegensatz
dazu haben die vorliegenden Lappen 74 eine im allgemeinen
rechteckige Gestalt, wenn man parallel zur Achse blickt – siehe 3.
Die Lappen werden durch Stanzen gebildet, bevor das Blech in eine
zylindrische Form gerollt ist. Spezieller weist jeder Lappen 74 einen
Verbinderabschnitt 74a auf, der sich von dem zylindrischen
Abschnitt 72 in einer Richtung radial einwärts geneigt
und längs
rückwärts (siehe 6)
erstreckt, und weist einen Halteabschnitt 74b auf, der
sich von einem freien Ende des Verbinderabschnittes 74a in
einer Richtung parallel zur Achse A nach rückwärts erstreckt. Somit weist der
Halteabschnitt eine flache Oberfläche 74b' auf, welche der Achse zugeneigt
ist und in einer Ebene parallel zu der Achse liegt, sowie eine flache,
nach hinten gerichtete Anschlagfläche 74b'',
die in einer Ebene senkrecht zu der Achse A liegt. Jeder Lappen könnte eine
Breite W von etwa 0,21 Zoll haben.
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Wegen
seiner erhöhten
Dicke von mindestens 0,048 Zoll hat jeder Lappen eine längere Verschleißlebensdauer.
Infolge der erhöhten
Dicke und seiner im allgemeinen rechteckigen Gestalt ist es weniger
wahrscheinlich, daß jeder
Lappen für
den Meißelschaft
ermöglicht,
an ihm vorbei nach vorn zu gleiten, wie es in Verbindung mit herkömmlichen
V-förmigen
oder U-förmigen
Lappen passiert war.
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Man
erkennt, daß eine
Aufnahmehülse
gemäß der vorliegenden
Erfindung eine längere
Lebensdauer, einen größeren Widerstand
gegen Verrutschen und eine bessere Meißelrückhaltung bietet als bekannte
Rückhaltehülsen.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform
derselben beschrieben wurde, versteht es sich für den Fachmann, daß Hinzufügungen,
Weglassungen und Modifikationen sowie Ersatzmaßnahmen, die speziell hier
nicht beschrieben sind, vorgenommen werden können, ohne daß man den
Geist und den Schutzumfang der Erfindung verläßt, wie sie in den anliegenden
Ansprüchen
definiert sind.