DE102007051911A1

DE102007051911A1 - Schaftmeißel

Info

Publication number: DE102007051911A1
Application number: DE102007051911A
Authority: DE
Inventors: Markus Roth; Ulrich Krämer
Original assignee: Betek Bergbau und Hartmetalltechnik Karl Heinz Simon GmbH and Co KG DE
Current assignee: Betek GmbH and Co KG
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2007-10-29
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2027-10-30
Also published as: JP5453286B2; AU2008317997B2; CN101842202A; JP2011502056A; US8267483B2; RU2446283C2; WO2009056227A1; RU2010121832A; DE202007018885U1; CN101842202B; AU2008317997A1; DE102007051911B4; EP2214878A1; US20100295360A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schaftmeißel, insbesondere Straßenfräsmeißel mit einem Tragteil, der einen Schaft aufweist, wobei der Schaft eine Meißelspitze aus Hartwerkstoff trägt, wobei der Tragteil im Bereich zwischen dem Schaft und der Meißelspitze einen Aufnahmeabschnitt aufweist, an dem ein Kopfteil gehalten ist, und wobei das Kopfteil eine umlaufende, sich in Richtung zur Meißelspitze hin verjüngende Spanableitfläche aufweist. Um einen solchen Schaftmeißel verschleißoptimiert auslegen zu können, sieht die Erfindung vor, dass das Kopfteil gegenüber dem Tragteil verdrehbar gehalten ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaftmeißel, insbesondere Straßenfräsmeißel mit einem Tragteil, der einen Schaft aufweist, wobei der Schaft eine Meißelspitze aus Hartwerkstoff trägt, wobei der Tragteil im Bereich zwischen dem Schaft und der Meißelspitze einen Aufnahmeabschnitt aufweist, an dem ein Kopfteil gehalten ist, und wobei das Kopfteil eine umlaufende sich in Richtung zur Meißelspitze hin verjüngende Spanableitfläche aufweist.
Ein solcher Schaftmeißel ist aus der DE 38 18 213 A1 bekannt. Dabei ist ein zweiteiliges Tragteil verwendet, das einen Schaftabschnitt aus Stahl und einen Schneidhalter aufweist. Der Schneidhalter trägt in einer Aufnahme die Meißelspitze und ist mit dem Schaftabschnitt verlötet. Im Übergangsbereich zwischen dem Schaftabschnitt und dem Schneidhalter ist ein Keramikmantel in Hülsenform angeordnet.
Der Keramikmantel ist sowohl mit dem Schneidhalter als auch mit dem Tragteil verklebt. Während des Betriebseinsatzes rotiert der Schaftmeißel. Dabei schleift der harte Keramikmantel über eine Sitzfläche eines Meißelhalters, der den Schaftmeißel trägt. Dabei arbeitet sich der Keramikmantel in die Sitzfläche ein und verschleißt den Meißelhalter. Da der Meißelhalter ein gegenüber dem Schaftmeißel teures Bauteil darstellt, ist dieser Effekt unerwünscht.
Aus der DE 10 2004 053 666 A1 ist ein Schaftmeißel bekannt, bei dem ebenfalls ein Schutzmantel als Kopfteil das Tragteil umgibt und mit diesem verschweißt ist. Um eine Reibung zwischen dem Kopfteil und dem Meißelhalter zu verhindern, ist eine Verschleißschutzscheibe verwendet. Dieses zusätzliche Bauteil erhöht den Teileaufwand des Schaftmeißels.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Schaftmeißel der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der mit geringem Teileaufwand verschleißoptimiert konstruiert ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Kopfteil gegenüber dem Tragteil verdrehbar gehalten ist. Infolge der Verdrehbarkeit des Kopfteils gegenüber dem Tragteil kann das Tragteil im Werkzeugeinsatz rotieren und die Meißelspitze nutzt sich gleichmäßig ab. Das Kopfteil hingegen kann während des Belastungsimpulses in seiner Lage unverändert bleiben oder nicht in dem Maße drehen wie das Tragteil. Damit besteht auch die Möglichkeit das Kopfteil bedarfsweise unmittelbar auf eine Stützfläche, beispielsweise eines Meißelhalters aufzusetzen, ohne dass dieser einem starken drehenden Verschleiß ausgesetzt ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Kopfteil gegenüber dem Tragteil um die Mittellängsachse des Tragteils verdrehbar gelagert ist.
Wenn ein Schaftmeißel dergestalt ist, dass das Kopfteil eine ringförmige Stützfläche aufweist, die konzentrisch einen Durchbruch umschließt, und dass in dem Durchbruch das Tragteil aufgenommen ist, dann bildet die Stützfläche einen Analagebereich, der unmittelbar auf die entsprechende Gegenfläche gängiger Meißelhalter aufgesetzt werden kann. Die auftretenden Druckkräfte werden dann vom Schaftmeißel direkt in den Meißelhalter eingeleitet.
Dabei kann es auch bevorzugt vorgesehen sein, dass das Kopfteil um den Durchbruch herum einen Zentrieransatz aufweist, der eine sich in Richtung zur Stützfläche hin kontinuierlich erweiternde Zentrierfläche aufweist. Der Zentrieransatz richtet dann den Schaftmeißel an einer Zentrieraufnahme des Meißelhalters aus. Die Zentrieraufnahme und der Zentrieransatz bilden somit auch ein Verschlusssystem, das das Eindringen von Verschmutzungen erschwert.
Für einen guten Abtransport des abgetragenen Gestein-/Bitumenmaterials ist es vorgesehen, dass das Kopfteil eine konkave oder konische Spanableitfläche aufweist, die sich in ihrem Durchmesser in Richtung zur Meißelspitze hin verjüngt.
Die Schnittstelle zwischen Kopfteil und Tragteil kann dergestalt sein, dass das Kopfteil eine Bohrung aufweist, die mit ihrer zylindrischen und/oder konusförmigen Bohrungswandung einen Sitz bildet, an dem der Aufnahmeabschnitt des Tragteils anliegt oder anlegbar ist.
Die zylindrische Geometriepaarung ermöglicht eine sehr leicht drehende Zuordnung von Kopfteil und Tragteil. Bei der Auswahl einer konusförmigen Passverbindung hingegen wird die freie ungehinderte Drehbarkeit während des Betriebseinsatzes zugunsten einer verbesserten Abdichtung zwischen dem Kopfteil und dem Tragteil eingeschränkt. Dabei kann der Konuswinkel der Konusverbindung auf die Verschleißanforderungen und Einsatzbedingungen angepasst ausgebildet sein.
Wenn vorgesehen ist, dass das Kopfteil mittels eines elastischen Stützelementes gegenüber dem Tragteil abgestützt ist, dann können über das elastische Stützelement die im Betriebseinsatz auftretenden Belastungsstöße abgefedert werden.
Darüber hinaus kann ein „Pumpeffekt" zwischen dem Kopf- und dem Tragteil erzeugt werden, mit dem sich evtl. eingetretene Verunreinigungen ausfördern lassen.
Um eine definierte Lagezuordnung zwischen Kopf- und Tragteil zu erhalten kann es vorgesehen sein, dass das Kopfteil einen Anschlag (Stützabschnitt) und/oder Gegenfläche aufweist, der die Montagebewegung des Kopfteils auf dem Tragteil begrenzt. Eine bevorzugte Erfindungsvariante ist dergestalt, dass das Tragteil im Bereich des Schaftes eine Spannhülse trägt, das auf die Spannhülse das Kopfteil aufgezogen ist, dass das Kopfteil die Spannhülse in einem vorgespannten Federzustand hält, und dass das Kopfteil von der Spannhülse derart abschiebbar ist, dass sie diese freigibt und die Spannhülse in ihre durchmesservergrößerte Entspannposition auffedert. Die Spannhülse wird in bekannter Weise verwendet, um den Schaftmeißel in einer Aufnahmebohrung des Meißelhalters auswechselbar zu verspannen.
Dadurch, dass das Kopfteil die Spannhülse vorspannt, kann die Spannhülse leicht in die Aufnahmebohrung eingesetzt werden. Anschließend lässt sich, beispielsweise mit einem Hammerschlag auf die Meißelspitze das Kopfteil von der Spannhülse abschieben. Die Spannhülse gelangt dabei in ihre Montageposition und verspannt sich in der Aufnahmebohrung.
Eine verschleißoptimierte Auslegung des Schaftmeißels ergibt sich dann, wenn vorgesehen ist, dass das Tragteil im Bereich des die Meißelspitze tragenden Endes einen umlaufenden Bund aufweist, dessen Oberfläche in die Spanableitfläche übergeleitet ist und der den Eintrittsquerschnitt in den Sitz des Kopfteils radial überdeckt. Der Bund schützt dabei auch den Übergang zwischen dem Kopfteil und dem Tragteil.
Gemäß einer besonders bevorzugten Erfindungsausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Kopfteil und das Tragteil eine unterschiedliche Werkstoffhärte und/oder -zähigkeit aufweisen. Dabei kann beispielsweise das Material für das Kopfteil aus einem harten Werkstoff und das Material für das Tragteil aus einem zähen Werkstoff bestehen. Wenn das Kopfteil derart verwendet ist, dass es unmittelbar auf den Meißelhalter aufgesetzt ist, dann empfiehlt es sich, dass der Meißelhalter im Kontaktbereich zum Kopfteil eine größere Härte als das Kopfteil aufweist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.
Es zeigen:
1 einen Schaftmeißel in perspektivischer Darstellung;
2 den Schaftmeißel gemäß 1 in Seitenansicht und in einer vorbereiteten Einschlagdarstellung;
3 die Darstellung gemäß 2 in Draufsicht und
4 den Schaftmeißel gemäß 2 und 3 in Seitenansicht und im Längsschnitt.
Die 1 zeigt einen Schaftmeißel mit einem Tragteil 10, einem Kopfteil 30, einer Spannhülse 20 und einer Meißelspitze 18 aus Hartmetall.
Wie die 2 und 4 zeigen, weist das aus einem Stahlprofil hergestellte Tragteil 10 einen zylindrischen Schaft 11 auf. Der Schaft 11 ist in seinem Mittebereich mit einer umlaufenden Nut 12 versehen.
Auf den Schaft 11 ist die mit einem Längsschlitz versehene, aus einem Stahlblech gefertigte Spannhülse 20 aufgezogen. Der Zylinder-Innenquerschnitt der Spannhülse 20 ist so bemessen, dass der Schaft 11 in der Spannhülse 20 frei drehen kann. Die Spannhülse 20 weist symmetrisch zu ihrer Mittelquerebene angeordnete Halteelemente 21 auf. Die Halteelemente 21 greifen in die Nut 12 ein und halten die Spannhülse 20 in Axialrichtung unverlierbar, jedoch frei drehbar am Tragteil 10. Aufgrund der symmetrischen Ausgestaltung der Spannhülse 20 kann diese in zwei um 180° verdrehten Lagen am Tragteil 10 montiert werden.
Im Anschluss an den Schaft 11 weist das Tragteil 10 einen Übergangsabschnitt 13 auf, der in einen zylindrischen Aufnahmeabschnitt 14 überleitet. Der Aufnahmeabschnitt 14 weist gegenüber dem Schaft 11 einen vergrößerten Querschnitt auf. An dem Aufnahmeabschnitt 14 schließt ein Bund 15 an, der eine senkrecht zur Mittellängsachse 11 des Tragteils 10 verlaufenden Anlagefläche 16 aufweist. Im Anschluss an die Anlagefläche 16 ist der Bund 15 mit einer konvexen Spanleitfläche versehen. Das Tragteil 10 ist im Bereich des bundseitigen Endes mit einer napfförmigen Aufnahme 17 versehen, in die die Meißelspitze 18 eingelötet ist.
Das Kopfteil 30 ist als Pressteil aus einem Metallwerkstoff gefertigt. Das rotationssymmetrische Kopfteil 30 besitzt eine ringförmige Stützfläche 31 von der ein Zentrieransatz 32 vorsteht. Der Zentrieransatz 32 ist dabei kegelförmig ausgestaltet und verjüngt sich ausgehend von der Stützfläche 31. Das Kopfteil 30 ist in Richtung der Mittellängsachse M von einem Durchbruch konzentrisch durchdrungen, wobei der Zentrieransatz 32 einseitig die Eintrittsöffnung in diesen Durchbruch umschließt. Der Durchbruch ist als stufige Bohrung ausgestaltet, wobei ein an den Zentrieransatz 32 angeschlossener Stützabschnitt 36 einen ersten Durchmesser festlegt. Mit diesem Durchmesserbereich ist das Kopfteil 30 auf die Spannhülse 20 aufgezogen. Der Innendurchmesser ist dabei kleiner bemessen, als der Außendurchmesser der Spannhülse 20 in ihrem entspannten Zustand.
Auf diese Weise wird die Spannhülse 20 mit dem Kopfteil 30 in einem Vorspannzustand gehalten, der eine leichte Montage des Schaftmeißels in einen Meißelhalter ermöglicht. Der Außendurchmesser der vorgespannten Spannhülse 20 ist dann so bemessen, dass die Spannhülse 20 leicht in eine Aufnahmebohrung eines Meißelhalters vorgefügt werden kann. Im Anschluss an den Stützabschnitt 36 weist das Kopfteil 30 einen durchmesservergrößerten zylindrischen Sitz 35 auf. Der Innendurchmesser dieses Sitzes 35 ist dabei gleich oder größer als der Außendurchmesser des Aufnahmeabschnittes 14 gewählt. Dem Stützabschnitt 36 zugewandt ist in den Sitz 35 ein elastisches Stützelement 38 in Form eines O-Ringes aus Gummi eingelegt. Außenseitig ist das Kopfteil 30 mit einer konkaven Spanableitfläche 34 versehen, die im Montagezustand bündig in die konvexe Spanleitfläche des Bundes 15 übergeht. An seiner der Meißelspitze 18 abgewandten Seite geht die Spanableitfläche 34 in einen zylindrischen Bund 33 und dieser in die Stützfläche 31 über. Zur verbesserten Ableitung des abgetragenen Materials sind in die Spanableitfläche 34 längsgerichtete Vertiefungen 34.1 eingearbeitet.
Zur Montage des Schaftmeißels wird dieser, wie oben beschrieben mit seiner Spannhülse 20 in die Aufnahmebohrung des Meißelhalters eingesetzt bis die Stützfläche 31 an einer entsprechenden Gegenfläche des Meißelhalters anliegt. Durch einen Hammerschlag auf die Meißelspitze 18 wird das Kopfteil 30 gegenüber dem Tragteil 10 in Richtung der Mittellängsachse M und in Richtung zur Meißelspitze 18 verschoben. Dabei gelangt der Sitz 35 in den Bereich des Aufnahmeschnitts 14. Gleichzeitig gibt der Stützabschnitt 36 die Spannhülse 20 frei und die Spannhülse 20 federt radial auf. Sie verspannt sich dann an der Innenwandung der Aufnahmebohrung des Meißelhalters.
Die Verschiebebewegung des Kopfteils 30 ist mit der Anlagefläche 16 des Bundes 15 begrenzt. Diese schlägt an einer ringförmig umlaufenden Gegenfläche 37 des Kopfteils 30 an.
Mit dem Bund 15 ist das Kopfteil 30 auch gegenüber dem Tragteil 10 axial in Richtung zur Meißelspitze 18 unverlierbar gehalten. Gleichzeitig stützt der Stützabschnitt 36 über das elastische Stützelement 38 das Kopfteil 30 gegenüber dem Tragteil 10. In die Gegenrichtung verhindert der Meißelhalter das Abschieben des Kopfteils 30 vom Tragteil 10.
Das Kopfteil 30 ist somit am Tragteil 10 axial unverlierbar, jedoch um die Mittellängsachse drehbar gehalten.
Das Stützelement 38 liegt im Montagezustand im Bereich des Übergangsabschnittes 13 an dem Aufnahmeabschnitt 14 an. Bei einer Belastung des Tragteils 10 in Achsrichtung kann das Stützelement 38 komprimiert werden, so dass es Stoßbelastungen abfedern kann.
Während des Werkzeugeinsatzes trifft der Schaftmeißel mit seiner Meißelspitze 18 auf das abzutragende Gesteins-/Bitumenmaterial auf. Dabei wird das Tragteil 10 in den Sitz 35 des Kopfteils 30 gepresst. Das Tragteil 10 stützt sich dann auf der Gegenfläche 37 und/oder dem Stützabschnitt 36 ab.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3818213 A1 [0002]
- DE 102004053666 A1 [0004]

Claims

Schaftmeißel, insbesondere Straßefräsmeißel mit einem Tragteil (10), der einen Schaft (11) aufweist, wobei der Schaft (11) eine Meißelspitze (18) aus Hartwerkstoff trägt, wobei der Tragteil (10) im Bereich zwischen dem Schaft (11) und der Meißelspitze (18) einen Aufnahmeabschnitt (14) aufweist, an dem ein Kopfteil (30) gehalten ist, und wobei das Kopfteil (30) eine umlaufende sich in Richtung zur Meißelspitze (18) hin verjüngende Spanableitfläche (34.1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (30) gegenüber dem Tragteil (10) verdrehbar gehalten ist.
Schaftmeißel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (30) gegenüber dem Tragteil (10) um die Mittellängsachse (M) des Tragteils verdrehbar gelagert ist.
Schaftmeißel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (30) eine ringförmige Stützfläche (31) aufweist, die konzentrisch einen Durchbruch umschließt, und dass in dem Durchbruch das Tragteil (10) aufgenommen ist.
Schaftmeißel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (30) um den Durchbruch herum einen Zentrieransatz (32) aufweist, der eine sich in Richtung zur Stützfläche (31) hin kontinuierlich erweiternde Zentrierfläche aufweist.
Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (30) eine konkave oder konische Spanableitfläche (34) aufweist, die sich in ihrem Durchmesser in Richtung zur Meißelspitze (18) hin verjüngt.
Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (30) eine Bohrung aufweist, die mit ihrer zylindrischen und/oder konusförmigen Bohrungswandung einen Sitz (36) bildet, an dem der Aufnahmeabschnitt (14) des Tragteils (10) anliegt oder anlegbar ist.
Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (30) mittels eines elastischen Stützelementes (38) gegenüber dem Tragteil (10) abgestützt ist.
Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (30) einen Anschlag (Stützabschnitt (36)) und/oder Gegenfläche (37) aufweist, der die Montagebewegung des Kopfteils (30) auf dem Tragteil (10) begrenzt.
Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragteil (10) im Bereich des Schaftes (11) eine Spannhülse (20) trägt, dass auf die Spannhülse (20) das Kopfteil (30) aufgezogen ist, dass das Kopfteil (30) die Spannhülse (20) in einem vorgespannten Federzustand hält, und dass das Kopfteil (30) von der Spannhülse (20) derart abschiebbar ist, dass sie diese freigibt und die Spannhülse (20) in ihre durchmesservergrößerte Entspannposition auffedert.
Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragteil (10) im Bereich des die Meißelspitze (18) tragenden Endes einen umlaufenden Bund (15) aufweist, dessen Oberfläche in die Spanableitfläche (34) übergeleitet ist und der den Eintrittsquerschnitt in den Sitz (35) des Kopfteils (30) radial überdeckt.
Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (30) und das Tragteil (10) eine unterschiedliche Werkstoffhärte und/oder -zähigkeit aufweisen.