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Die
vorliegende Darstellung bezieht sich allgemein auf Schneidwerkzeuge.
Genauer gesagt bezieht die vorliegende Darstellung sich auf wendbare Schneidwerkzeuge
(Wendeschneidwerkzeuge), die einen Schutz bzw. Schild über
einem freiliegenden Halteteil beinhalten. Außerdem bezieht
die vorliegende Darstellung sich auf die Kombination eines wendbaren
bzw. umkehrbaren Schneidwerkzeuges und einer Hülse und/oder
eines Blockhaltersystems, auf eine Vorrichtung, welche derartige
Kombinationen enthält und auf eine Hülse als solche
und einen Schild als solchen.
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HINTERGRUND
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In
der nachfolgenden Diskussion des technischen Hintergrundes wird
Bezug genommen auf gewisse Strukturen und/oder Verfahren. Die folgenden Hinweise
sollten jedoch nicht als ein Zugeständnis ausgelegt werden,
dass diese Strukturen und/oder Verfahren Stand der Technik bilden.
Der Anmelder behält sich ausdrücklich das Recht
vor nachzuweisen, dass derartige Strukturen und/oder Verfahren nicht
Stand der Technik darstellen.
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Ein
konventionelles Schneidwerkzeug, wie z. B. ein Spitzmeißel
bzw. eine Picke zum Bergbau und im Bauwesen besteht aus einem Schneidende
und einem Halteende. Im Betrieb befindet sich das Halteende in einem
Halter und das Schneidende wirkt auf das abzubauende, auszuhebende
oder zu bewegende oder sonstwie zu behandelnde Material ein. Im Verlaufe
der Betriebszeit verschleißt das Schneidende. Wenn das
Schneidende verschlissen ist, entfernt ein Nutzer das Schneidwerkzeug
und ersetzt es durch ein neues oder besser funktionsfähiges Schneidwerkzeug.
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Das
entfernte, verschlissene Werkzeug wird typischerweise ausgesondert
bzw. weggeworfen. Auch wenn jedoch das Schneidwerkzeug an seinem Schneidende
verschlissen ist, ist ein Großteil der Hauptabschnitte
des Schneidwerkzeuges noch immer intakt, ein großer Teil
des Materials des Schneidwerkzeuges, z. B. der Stahlkorpus, bleibt übrig
und die nicht das Schneidende betreffenden Bereiche des Schneidwerkzeuges
sind nach wie vor funktionsfähig.
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Außerdem
muss für jedes entfernte Schneidwerkzeug ein Austauschschneidwerkzeug
an die Maschine gebracht werden. Die Austauschwerkzeuge sind schwer
und umständlich und das Transportieren von Schneidwerkzeugen
kann schwierig und teuer sein, insbesondere wenn die Lieferung Untertage
erfolgen muss, wie z. B. im Bergbau.
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Wendbare
Schneidwerkzeuge sind allgemein bekannt: Siehe beispielsweise
US Patente mit den Nummern 3,342,531 ;
3,493,268 ;
3,519,309 und
5,810,102 sowie die
GB 1,117,112 . Typischerweise werden
derartige Schneidwerkzeuge in ein durch einen Haltemechanismus in
einem Meißelhalter gesichert. Diese Haltemechanismen verwenden
typischerweise eine Halteeinrichtung, verschiedentlich und z. B.
einen Haltestift, eine Halteklammer, einen Kolben oder ein Halteteil,
die zu dem Meißelhalter gehört und mit einer Aussparung
an einem Schneidwerkzeug zusammenwirkt, das in eine Bohrung des Meißelhalters
eingesetzt ist, und dass das Schneidwerkzeug so vorspannt, das es
in dem Meißelhalter gehalten wird.
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Aufgrund
ihres umgekehrten bzw. spiegelbildlichen Aufbaus, haben Wendeschneidwerkzeuge eine
Aussparung an jedem der Enden des Werkzeugs. Wenn demnach eine Aussparung
für das Halten in dem Meißelhalter eingesetzt
ist, liegt eine zweite Aussparung frei. Diese freiliegende Aussparung wird
zum Halten verwendet, wenn das betreffende Ende in den Meißelhalter
eingesetzt wird. Vor seiner Verwendung für das Halten in
dem Meißelhalter ist je doch die Aussparung während
des Betriebes einem Verschleiß ausgesetzt, wenn das betreffende
Ende des Schneidwerkzeuges für Bergbau oder Bauarbeiten
verwendet wird. Ein solcher Verschleiß kann in nachteiliger
Weise den Halt des Schneidwerkzeuges beeinträchtigen, wenn
es umgedreht worden ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine
beispielhafte Ausführungsform eines offenbarten, doppelseitigen
Werkzeugsystems, welches bei Bergbau- und Bauausrüstungen
verwendet werden kann, beispielsweise in drehbaren Walzen, Rädern,
drehbaren Schneidelementen oder Ketten, um weiches und hartes Gestein
zu schneiden, hat eine Schneidoberfläche an beiden Enden
des Schneidwerkzeuges. Im Betrieb kann das Schneidwerkzeug in dem
Werkzeughalter herumgedreht werden, beispielsweise in einem Blocksystem
oder einem Block- und Hülsensystem, sobald ein Ende verschlissen
ist, um dann das andere Ende für den Gebrauch freizugeben.
Ein Schild gleitet über die Spitze des Schneidwerkzeuges
und bietet Schutz für die freiliegende Aussparung und das
Halteteil, welches das entfernte Schneidmaterial auffängt,
welches sich aufgrund seiner freien Drehung um die Nase des Schneidwerkzeuges
bewegt. Der Schild verhindert oder macht die Gefahr minimal, dass
sich Material in der Aussparung anstaut und festklemmt. Der Schild bleibt
in derselben Weise an dem Schneidwerkzeug wie es für eine
typische Hülse der Fall wäre. Beispielsweise hat
der Schild eine Presspassung mit dem Halteteil und der Schild hat
eine Nut an der Innenseite für das Zusammenwirken mit einem
sich vorwölbenden Halteteil oder es kann eine Kombination
von beidem verwendet werden, um den Schild auf dem Halteteil zu
erhalten, während dennoch eine freie Drehung auf dem Schneidwerkzeug
möglich ist. Der Schild wird entfernt, wenn das Schneidwerkzeug umgedreht
wird.
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Das
Merkmal der Doppelseitigkeit ermöglicht es, dass das Schneidwerkzeug
sich im Ergebnis wie zwei Werkzeuge verhält. Jedes Ende
des Schneidwerkzeuges hat einen doppelten Zweck, nämlich
einmal die Wirkung als Halteschaft für die eine Hälfte
der Lebensdauer des Schneidwerkzeuges und für die Wirkung
als eine Schneidspitze für die andere Hälfte der
Lebensdauer des Schneidwerkzeuges. Wenn das erste Ende verschlissen
ist, kann der Benutzer das Schneidwerkzeug aus dem Halter herausziehen und
umdrehen, so dass das zweite Ende, welches zuvor verwendet wurde,
um das Schneidwerkzeug innerhalb des Werkzeughalters zu halten,
nunmehr das Schneidende ist und das verschlissene Ende nunmehr das
Halteende ist.
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Eine
beispielhafte Ausführungsform eines Schneidwerkzeugs weist
ein erstes Schneidende, ein zweites Schneidende, eine Schulter an
einer Grenzfläche zwischen dem ersten Schneidende und dem zweiten
Schneidende, wobei das erste Schneidende, die Schulter und das zweite
Schneidende in Längsrichtung entlang einer gemeinsamen
Achse angeordnet sind, und einen Schild auf, wobei das erste Schneidende
eine erste Schneidspitze an einem ersten abgelegenen bzw. distalen
Ende, einen ersten Hauptteil, eine erste Aussparung in dem ersten Hauptteil
und ein erstes Halteteil aufweist, das in der ersten Aussparung
angeordnet ist, wobei das zweite Schneidende eine zweite Schneidspitze
an einem zweiten distalen Ende, einen zweiten Hauptteil, eine zweite
Aussparung in dem zweiten Hauptteil und ein zweites Halteteil aufweist,
das in der zweiten Aussparung angeordnet ist, und wobei der Schild
abnehmbar an entweder dem ersten Schneidende oder dem zweiten Schneidende
montiert ist.
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Eine
beispielhafte Ausführungsform einer Kombination weist ein
Wendeschneidwerkzeug mit zwei Schneidenden und einem Schild und
einem Blockhalteteil auf, wobei das Wendeschneidwerkzeug ein Halteteil
an jedem der beiden Schneidenden aufweist, wobei der Schild abnehmbar
an einem ersten der beiden Schneidenden montiert ist und das Halteteil
abdeckt und wobei ein zweites der beiden Schneidenden in eine Bohrung
in dem Blockhalteteil eingesetzt ist.
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Eine
weitere beispielhafte Ausführungsform einer Kombination
weist ein Wendeschneidwerkzeug mit zwei Schneidenden und einem Schild,
einem Blockhalteteil mit einer Bohrung und einer Hülse,
die in der Bohrung des Blockhalteteils eingesetzt ist, auf, wobei
das Wendeschneidwerkzeug ein Halteteil an jedem der beiden Schneidenden
aufweist, wobei der Schild abnehmbar an einem ersten der beiden Schneidenden
montiert ist und das Halteteil abdeckt, und wobei ein zweites der
beiden Schneidenden in eine Öffnung in der Hülse
eingesetzt ist.
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Es
versteht sich, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung
als auch die folgende genaue Beschreibung nur beispielhaft und erläuternd sind
und dass sie eine weitere Erläuterung der Erfindung bereitstellen
sollen, wie sie beansprucht ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die
folgende genaue Beschreibung kann man in Verbindung mit den zugehörigen
Zeichnungen lesen, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente
bezeichnen und in denen:
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1A, 1B und 1C schematisch verschiedene
beispielhafte Ausführungsformen eines Schneidwerkzeuges
darstellen.
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2A und 2B schematisch
verschiedene beispielhafte Ausführungsformen eines Schildes
für ein Schneidwerkzeug veranschaulichen,
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3A in
einer Explosionsdarstellung schematisch eine beispielhafte Ausführungsform
des Schneidwerkzeuges, einen Schild für ein Schneidwerkzeug
und eine Hülse zeigt und 3B schematischen
einen Querschnitt der zusammengesetzten Elemente nach 3A zeigt.
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4A schematisch
in einer Explosionsdarstellung eine beispielhafte Ausführungsform
eines Schneidwerkzeuges, eines Schildes für ein Schneidwerkzeug
und einer Hülse zeigt, und
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4B schematisch
einen Querschnitt der zusammengesetzten Elemente nach 4A zeigt.
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5 eine
isometrische Ansicht einer zusammengebauten Kombination aus einem
Schneidwerkzeug, einem Schild, einer optionalen Hülse und einem
Blockhalteteil ist.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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Die 1A–1C veranschaulichen
schematisch verschiedene beispielhafte Ausführungsformen
eines Schneidwerkzeuges. In den 1A-1C hat
ein Schneidwerkzeug 100 ein erstes Schneidende 102 und
ein zweites Schneidende 104. Eine Schulter 106 befindet
sich an der Grenzfläche zwischen dem ersten Schneidende 102 und dem
zweiten Schneidende 104. Das erste Schneidende 102,
die Schulter 106 und das zweite Schneidende 104 sind
in Längsrichtung entlang einer gemeinsamen Achse 108 angeordnet.
Ein Schild 110 ist an dem ersten Schneidende 102 montiert
dargestellt, kann jedoch von dem ersten Schneidelement 102 entfernt
und an dem zweiten Schneidende 104 angeordnet werden.
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Jedes
Schneidende an jedem Schneidwerkzeug weist eine Schneidspitze 120 an
einem distalen Ende 122, einen Hauptteilabschnitt 124,
eine Aussparung 126 in dem Hauptteilabschnitt 124 und
ein Halteteil 128 auf, welches in der Aussparung 126 angeordnet
ist. Die Schneidspitze 120 wird typischerweise aus einem
harten Material, wie z. B. aus Sintercarbid hergestellt und ist
an dem Hauptteilabschnitt 124 mit Hilfe einer geeigneten
Befestigungstechnik montiert, wie z. B. durch metallurgische Bindung,
Hartlöten und/oder Löten. Der Hauptteilabschnitt
ist aus Stahl gebildet.
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Die 1A–1C zeigen
die Anbringungsmöglichkeit eines Schildes an verschiedenen Modellen
von Schneidenden. 1A zeigt ein Schneidende mit
einem konischen Übergang 140 von der Schneidspitze 120 nach
hinten in Richtung der Aussparung 126 und des Halteteils 128,
während 1B eine gestufte Anordnung 142 zeigt.
Außerdem hat in 1B das
Schneidende einen Ring 144 aus einem harten Material wie
z. B. aus Sintercarbid. Es können Halteteile 128 verschiedener
Formen verwendet werden. Beispielsweise zeigt 1C ein
Halteteil 128 mit einem Vorsprung 130 auf der
Außenfläche, der in eine Nut 132 an einer
Innenfläche einer Bohrung des Schildes 110 passt. 1A und 1B zeigen
Halteteile 128 mit Reibpassung zwischen der Außenfläche
des Halteteils und der Innenfläche der Bohrung des Schildes 110.
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Die
Halteteile 128, die typischerweise und beispielhaft aus
Federstahl hergestellt sind, können einen Schlitz 126 oder
ein anderes Merkmal aufweisen, aufgrund dessen das Halteteil sich
aufweiten/zusammenziehen kann, um um das Hauptteil bzw. den Korpus
herum und in die Aussparung hinein zu passen und um den Schild,
der über dem Halteteil angeordnet wird, aufzunehmen. Die
Halteteile 128 sowohl auf den ersten Schneidende 102 als
auch auf dem zweiten Schneidende 104 des Schneidwerkzeuges 100 sind
in der entsprechenden Aussparung 126 drehbar montiert.
Beispielsweise kann das Halteteil 128 in der Aussparung 126 gemäß R
in jeder Richtung drehen, jedoch wird eine Translation (Längsverschiebung)
T durch die Kanten 148 begrenzt. Die Kanten 148 sind
Verschleißbereiche. Wenn die Kanten 148 während
des Betriebes zu sehr verschleißen, so ist die Längsverschiebung
T nicht entsprechend begrenzt und das Halteteil 128 könnte
von dem Schneidende des Schneidwerkzeuges abgleiten. Wie man anhand
eines Vergleiches beispielsweise von 1A und 1C erkennt,
können die Aussparungen 126 für verschiedenen
Halteteile 128 unterschiedliche Abmessungen, beispielsweise
unterschiedliche Längen und Tiefen, haben.
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Man
kann sich vorstellen, dass verschiedene Kombinationen der obigen
Merkmale der Gestaltung Schneidendes, der Halteteile und der Aussparungen in
dem dargestellten Schneidwerkzeug und den dargestellten Kombinationen,
der Vorrichtung und den Verfahren enthalten sind. Weiterhin haben
einige Ausführungsformen von Schneidwerkzeugen ein erstes
Schneidende 102, welches ein Spiegelbild des zweiten Schneidendes 104 ist,
wobei eine Spiegelebene 150, welche senkrecht zu der gemeinsamen Achse 108 verläuft,
die Schulter 106 in der Mitte teilt, während andere
Ausführungsformen von Schneidwerkzeugen unterschiedliche
Schneidenden haben könnten, d. h. die Schneidenden an einem
Schneidwerkzeug sind keine Spiegelbilder zueinander. Als Beispiel
eines nicht spiegelbildlichen Schneidwerkzeuges können
einige Anwendungen, wie z. B. die Grabenherstellung oder ein Zerteilungsvorgang
ein erstes Schneidende verwenden, welches länger als ein
zweites Schneidende ist, d. h. das erste Schneidende hat eine andere
Nennlänge bzw. Arbeitslänge als das zweite Schneidende.
Das erste, längere Schneidende kann für einige
Aspekte des Betriebes verwendet werden und dann kann das kürzere Schneidende
für andere Aspekte verwendet werden, wie z. B. dann, wenn
die Aushubbedingungen schwieriger bzw. härter sind, beispielsweise
das Schneidmaterial härter wird. Wenn die Aushubbedingungen
erneut leichter werden, können die Schneidenden des Schneidwerkzeuges
erneut ausgetauscht werden, wobei das längere Schneidende wieder
in Betrieb genommen wird.
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2A und 2B veranschaulichen
schematisch verschiedene beispielhafte Ausführungsformen
eines Schildes für ein Schneidwerkzeug. Der Schild 200 hat
eine Kegelstumpfform mit einer Basis 202, einem oberen
Ende 204 und einem Hauptteil 206. Spezielle Fälle
der allgemeinen Kegelstumpfform umfassen einen konischen Kegelstumpf,
einen pyramidenförmigen Kegelstumpf und ein Kugelsegment.
Auch wenn die Form hier als ein Kegelstumpf beschrieben wird, versteht
es sich, dass nur die allgemeine Form die eines Kegelstumpfes ist
und dass spezielle Fälle oder kleinere Variationen unter
Beibehaltung der grundsätzlichen Kegelstumpfform eines Teils
oder massiven Körpers, der zwischen zwei parallelen Ebenen
liegt, welche das Teil schneiden, innerhalb der Bedeutung des Begriffes
"Kegelstumpf" liegen.
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Weiterhin
können äußere Seitenränder des Kegelstumpfes
eben, konkav, konvex oder von einer komplexen Form oder einer Kombination
derartiger Formen sein. Schließlich sollen auch, obwohl
hier als Kegelstumpfform beschrieben, andere Formen des Schildes
umfasst sein und können verwendet werden, einschließlich
zylindrischer Formen und Fassformen (balliger Formen).
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Der
Hauptteil 206 des Schildes 200 weist eine durchgehende
Bohrung 208 von dem oberen Ende 204 zur Basis 202 hin
auf. Die Bohrung 208 hat eine Innenfläche 210.
Die Innenfläche 210 umfasst eine Nut 212.
Die Innenfläche 210 und die Nut 212 wirken
jeweils mit äußeren Flächen des Halteteils 128 zusammen
und auch mit dem Vorsprung 130 auf den Halteteil 128,
soweit vorhanden, der in die Nut 212 paßt. Die
Nut kann irgendeine beliebige Form annehmen. Beispielweise zeigt 2A,
dass die Nut 212 teilweise kreisförmig ist und 2B zeigt,
dass die Nut 212 rechtwinklig mit radialen oder abgeschrägten
Ecken 214 ist. Man beachtet, dass die Nut, während
das Schild eine Nut an der Innenfläche hat, nicht notwendigerweise
in allen Ausführungsformen mit einem entsprechenden Element
an dem Halteteil des ersten Schneidendes in Eingriff steht. Die
Einbeziehung einer Nut in den Schild macht jedoch den Schild für
eine universelle Verwendung mit oder ohne einen Vorsprung an dem
Halteteil geeignet.
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Am
Basisende des Schildes 200 hat die Innenfläche 210 der
Bohrung 208 eine abgeschrägte Fläche 216.
Die abgeschrägte Fläche der Bohrung 208 hilft
dabei, das Halteteil 108 in die Bohrung 208 hineinzudrücken,
wenn der Schild 200 über das Schneidende hinweg
geschoben wird.
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Am
Basisende des Schildes 200 befindet sich eine äußere
abgeschrägte Kante 220. Diese abgeschrägte äußere
Kante 220 bietet eine Fläche zur Aufnahme eines
Abnahmewerkzeuges. Beispielsweise können Gabeln oder gabelförmige
Abschnitte eines Abnahmewerkzeuges unter der äußeren
Kante 220 angeordnet werden und sich als Hebel an der Schulter 106 abstützen,
um den Schild 200 zu entfernen. Eine ähnliche
Abschrägung an einer Außenkante 160 der
Schulter 106 (siehe 1A–1C)
wird in ähnlicher Weise mit einem geeigneten Abnahmewerkzeug
verwendet, um eine Anordnung des Abnahmewerkzeuges zu ermöglichen,
welches dann als Hebel gegen eine Oberfläche oder eine
Hülse oder einen Blockhalter angesetzt wird, um das Schneidwerkzeug
aus einer Bohrung der Hülse oder einer Bohrung des Blockhalteteils
zu entfernen.
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Der
Schild kann aus einem harten Material hergestellt sein, wie z. B.
aus Stahl oder Sintercarbid. Alternativ kann der Schild, da es sich
um ein Verschleißteil und Verbrauchsteil handelt, aus einem Kunststoffmaterial,
wie z. B. aus Neopren oder anderen Gummis oder Kompositmaterialien
oder einer Kombination derartiger Materialien hergestellt sein.
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3A veranschaulicht
schematisch in einer Explosionsdarstellung eine beispielhafte Ausführungsform
eines Schneidwerkzeuges 200, eines Schildes 302 für
ein Schneidwerkzeug 300 und einer Hülse 304.
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In 3A wird
das zweite Ende 306 des Schneidwerkzeuges 300 in
einer Bohrung 308 der Hülse 304 angeordnet,
typischerweise bis die Schulter 310 mit der Hülse 304 in
Kontakt tritt, so dass eine Reibpassung zwischen der Außenfläche 312 des Halteteils 314 auf
dem zweiten Ende 306 und der Innenfläche 316 der
Bohrung 308 der Hülse 304 gebildet wird.
In dem Falle, in welchem das Halteteil keinen Vorsprung an der Außenfläche
hat, wie hier, kann die Innenfläche der Bohrung der Hülse
entsprechend glatt sein, in diesem Fall ohne eine entsprechende
Nut. Die Verwendung einer Bohrung mit einer Innenfläche,
die mit einer Nut versehen sind, wird jedoch nicht ausgeschlossen,
wenn das Halteteil ohne Vorsprung ist.
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In 3A nimmt
das erste Schneidende 320 des Schneidwerkzeuges 300 den
Schild 302 auf. Die Schneidspitze 322 und der
Korpusabschnitt 324 des ersten Schneidendes 320 werden
in der Öffnung 326 in dem Schild 302 angeordnet,
typischerweise bis die Basis 328 mit der Schulter 310 in
Kontakt tritt, so dass zwischen der Außenfläche 312 des
Halteteils 314 auf dem ersten Schneidende 320 und
der Innenfläche 330 der Öffnung 326 in
dem Schild 302 eine Reibpassung gebildet wird. In dem Falle,
in welchem das Halteteil keinen Vorsprung an seiner Außenfläche
hat, wie es hier der Fall ist, kann in die innere Fläche
der Öffnung in dem Schild entsprechend glatt sein. Die
Verwendung einer Öffnung in dem Schild mit einer Innenfläche,
die mit einer oder mehreren Nuten versehen ist, ist jedoch nicht
ausgeschlossen, wenn das Halteteil keinen Vorsprung hat und ein Schild
mit entsprechender Nut ist universell geeignet sowohl für
ein glattes Halteteil als für ein Halteteil mit einem Vorsprung.
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3B veranschaulicht
schematisch einen Querschnitt der zusammengesetzten Komponenten der 3A.
In dieser Ansicht kann man die Reibpassung zwischen der Außenfläche
des Halteteils an dem zweiten Schneidende und der Innenfläche
der Bohrung der Hülse erkennen. Weiterhin kann man auch
die Reibpassung zwischen der Außenfläche des Halteteils
auf dem ersten Schneidende und der Innenfläche der Öffnung
in dem Schild erkennen. Außerdem ist in 3B dargestellt,
wie der Schild das Halteteil ebenso wie die Verschleißkanten
der Aussparung abdeckt.
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4A veranschaulicht
schematisch in einer Explosionsdarstellung eine beispielhafte Ausführungsform
eines Schneidwerkzeuges 400, eines Schildes 402 für
ein Schneidwerkzeug 400 und einer Hülse 404.
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In 4A wird
das zweite Ende 406 des Schneidwerkzeuges 400 in
einer Bohrung 408 der Hülse 404 angeordnet,
und zwar typischerweise bis die Schulter 410 mit der Hülse 404 in
Kontakt tritt, so dass eine Reibpassung zwischen der Außenfläche 412 des
Halteteils 414 auf dem zweiten Ende 406 und der
Innenfläche 416 der Bohrung 408 der Hülse 404 gebildet
wird. In dem Falle, in welchem das Halteteil einen Vorsprung 418 auf
der Außenfläche hat, wie es hier der Fall ist,
kann die Innenfläche der Bohrung der Hülse eine
entsprechende Nut 420 haben.
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In 4A nimmt
das erste Schneidende 422 des Schneidwerkzeuges 400 den
Schild 402 auf. Die Schneidspitze 424 und der
Korpusabschnitt 426 des ersten Schneidendes 422 werden
in die Öffnung 428 in dem Schild 402 eingesetzt,
typischerweise bis das Basisteil 430 mit der Schulter 410 in
Kontakt tritt, so dass zwischen der Außenfläche 412 des
Halteteils 414 auf dem ersten Schneidende 422 und
der Innenfläche 432 der Öffnung 428 in
dem Schild 402 eine Reibpassung gebildet wird. In dem Falle,
in welchem das Halteteil einen Vorsprung 418 auf der Außenfläche
hat, wie es hier der Fall ist, kann die Innenfläche der Öffnung
in dem Schild eine entsprechende Nut 434 haben.
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Gemäß der
in den 4A und 4B dargestellten
Hülse 404 sind für die Hülse 404 zwei
Nuten auf der Innenfläche 416 der Bohrung 408 der
Hülse 404 dargestellt. Die erste Nut 420 nimmt
Merkmale bzw. Teile des Halteteils 412 auf, wenn das zweite Ende 406 des
Schneidwerkzeuges 400 in die Hülse 404 eingesetzt
wird. Ein Beispiel eines solchen Merkmals bzw. Teils ist der Vorsprung 418.
Die erste Nut wird in Richtung auf ein erstes Ende 436 der
Hülse 404 ausgerichtet. Das erste Ende 436 der
Hülse 404 hat außerdem eine Schulter 438 mit
einer Kontaktfläche 440. Im zusammengesetzten
Zustand in einem Blockhalteteil für ein Schneidwerkzeug
ist die Kontaktfläche 440 in Richtung des Hauptteils
des Blockhalteteils gerichtet und kann mit dem Blockhalteteil in Kontakt
stehen oder auch nicht. In einigen beispielhaften Ausführungsformen
ist die erste Nut 420 zumindest teilweise oberhalb der
durch die Kontaktfläche 440 definierten Ebene
angeordnet, d. h. in Längsrichtung in Richtung des ersten
Endes 436 des Hauptteils 442 der Hülse 404.
In einigen Ausführungsformen liegt die erste Nut 420 vollständig
oberhalb der durch die Kontaktfläche 440 definierten
Ebene. Eine zweite Nut 444 nimmt Merkmale bzw. Teile auf
die sich auf einem Schaft eines konventionellen Schneidwerkzeuges
das ein Ende hat, befinden oder in Verbindung mit diesem Schaft
stehen, und ist zweckmäßigerweise entlang der
Längsachse der Hülse so angeordnet, dass sie derartige
Objekte passend aufnimmt. Die zweite Nut 444 liegt von
dem ersten Ende 436 der Hülse 404 weiter
entfernt als die erste Nut 420. Die zweite Nut 444 kann
beispielsweise in etwa in Längsrichtung in der Mitte der
Bohrung 408 der Hülse 404 liegen. Außerdem
kann beispielsweise die zweite Nut 444 vollständig
unterhalb der durch die Kontaktfläche 440 definierten
Ebene liegen. Eine Hülse 404 mit zwei Nuten 420, 444,
wie sie in den 4A und 4B dargestellt
ist, kann eine universelle bzw. Vielzweckhülse sein, da
ein zweiseitiges Schneidwerkzeug mit einem mit Vorsprung versehenen
Halteteil die erste Nut 420 verwendet und ein einseitiges
Schneidwerkzeug die zweite Nut 444 verwendet. Außerdem
können auch Schneidwerkzeuge, die keinerlei Merkmale oder
Elemente haben, welche eine Nut erfordern, verwendet werden.
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4B veranschaulicht
schematisch einen Querschnitt der zusammenmontierten Elemente der 4A.
In dieser Ansicht kann man den Reibsitz zwischen der Außenfläche
des Halteteils auf dem zweiten Schneidende und der Innenfläche
der Bohrung der Hülse ebenso erkennen wie die Passung zwischen
dem Vorsprung auf dem Halteteil und der Nut in der Bohrung der Hülse.
Weiterhin kann man die Reibpassung zwischen der Außenfläche
des Halteteils auf dem ersten Schneidende und der Innenfläche
der Öffnung in dem Schild erkennen, ebenso wie auch den
Sitz bzw. die Passung zwischen dem Vorsprung an dem Halteteil auf
dem ersten Schneidende und der Nut in der Innenfläche des
Schildes. Weiterhin ist in 4B dargestellt,
dass der Schild das Halteteil ebenso wie die Verschleißkanten
der Aussparung abdeckt.
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3B und 4B zeigen
die kontinuierliche ballistischen Einhüllenden der entsprechenden Schneidenden,
wenn der Schild abnehmbar auf dem jeweiligen Schneidende montiert
ist. Beispielsweise und wie es in den 3B und 4B dargestellt
ist, kann man eine durchgehende Kurve 350, 450 von dem
weitesten abgelegenen Punkt der Schneidspitze zu dem radial am weitesten
außen liegenden Abschnitt der Schulter ziehen. Diese Kurve 350, 450 hat ein
ballistische Form oder Spitzbogenform, wobei das abgelegene Ende
der Schneidspitze der Spitze des Bogens 352, 452 des
Spitzbogens entspricht. Alle Oberflächen des ersten Schneidendes
und des Schildes, soweit vorhanden, liegen innerhalb der Einhüllenden.
In einigen Ausführungsformen entspricht ein Abschnitt einer
Außenfläche des Schildes einem Abschnitt der Einhüllenden.
Auch wenn die Kurve in den 3B und 4B in
Verbindung mit dem ersten Schneidende dargestellt ist, gehört
dennoch auch eine ähnliche Kurve zu dem zweiten Schneidende, wenn
das Schneidwerkzeug umgedreht wird und der Schild sich auf dem zweiten
Schneidende befindet.
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5 ist
eine isometrische Ansicht einer Kombination aus einem Schneidwerkzeug 502,
einem Schild 504, einer optionalen Hülse 506 und
einem Blockhalteteil 508. In der Ansicht gemäß 5 ist
das zweite Schneidende des Schneidwerkzeuges in die Hülse 506 eingesetzt
und nicht sichtbar. Die Hülse 506 ist in das Blockhalteteil 508 eingesetzt. Demnach
arbeitet das zweite Schneidende in Analogie zu einem Schneidwerkzeug
mit einem Ende wie eine Art von Schaft für das erste Schneidende
und dann, wenn das umdrehbare Schneidwerkzeug umgedreht wird, so
arbeitet das erste Schneidende als eine Art von Schaft für
das zweite Schneidende. In der Ansicht gemäß 5 ist
der Schild 504 noch nicht auf dem ersten Schneidende des
Schneidwerkzeuges 502 montiert und das Halteteil 510 auf
dem ersten Schneidende ist sichtbar.
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Die
Kombination gemäß 5 kann auf
einer Schneidvorrichtung montiert werden. Beispielsweise kann das
Blockhalteteil an ein drehbares Schneidelement angeschweißt
werden bzw. sein. Eine beispielhafte Ausführungsform einer
Vorrichtung zum Schneiden weist ein drehbares Schneidelement und
eine Kombination aus einem Schneidwerkzeug, einem Schild, einer
optionalen Hülse und einem Blockhalteteil auf. Das Blockhalteteil
ist auf dem drehbaren Schneidelement montiert. Ein Beispiel eines
drehbaren Schneidelementes ist eine Trommel oder Walze einer wandabtragenden
Maschine. Das Blockhalteteil ist an dem drehbaren Schneidelement beispielsweise
durch Schweißen befestigt. Das drehbare Schneidelement
kann sich selbst auf einem seitlich verfahrbaren oder in anderer
Weise beweglichen Arm der Vorrichtung befinden. Ein Beispiel einer
geeigneten Vorrichtung mit einem drehbaren Schneidelement ist ein
"Sandvik Alpine Miner AM75".
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Ein
beispielhaftes Verfahren zum Schneiden bzw. Abbauen von Material
verwendet die Schneidvorrichtung für das Ineingriffbringen
des Schneidwerkzeuges mit dem abzutragenden Material. Wenn sich
das Schneidwerkzeug in Kontakt mit dem Material bewegt, wird einiges
von dem Material entfernt. Das beispielhafte Verfahren ist anwendbar
auf den Bergbau, das Bauwesen und für das Ausschachten bzw.
Aushöhlen.
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Bei
einem weiteren beispielhaften Verfahren zum Schneiden von Materialien
wird ein erstes Schneidende eines Schneidwerkzeuges in eine Bohrung
eines Blockhalteteiles auf einem drehbaren Schneidelement, einer
Schneidvorrichtung oder in eine Bohrung einer Hülse eingesetzt,
die in einem Blockhalteteil auf einem drehbaren Schneidelement auf
einer Vorrichtung zum Schneiden montiert ist. Der Schild wird dann
auf einem zweiten Schneidende des Schneidwerkzeuges montiert. Beispielsweise
wird der Schild durch Aufbringen einer manuellen Kraft oder beispielsweise
mit einem Gummihammer montiert. Die Vorrichtung wird dann in Betrieb
genommen, um mit dem zweiten Schneidende des Schneidwerkzeuges Material
zu schneiden bzw. abzutragen. Nachdem das zweite Schneidende verschlissen
ist, wird der Schild von dem zweiten Schneidende des Schneidwerkzeuges
entfernt und das erste Ende des Schneidwerkzeuges wird aus der Bohrung
des Blockhalteteiles entnommen. Wie zuvor erläutert, kann
ein Aushubwerkzeug verwendet werden, um den Schild und/oder das
Schneidwerkzeug abzunehmen.
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Das
zweite Schneidende des Schneidwerkzeuges wird dann in eine Bohrung
eines Blockhalteteiles auf einem drehbaren Schneidelement einer Vorrichtung
zum Schneiden oder in eine Bohrung einer Hülse eingesetzt,
die in einem Blockhalteteil auf einem drehbaren Schneidelement einer
Vorrichtung zum Schneiden montiert ist. Der Schild, vorzugsweise
derselbe Schild, der zuvor von dem zweiten Schneidende abgenommen
wurde, wahlweise jedoch auch ein anderer Schild, wird auf dem Schneidende
des Schneidwerkzeuges montiert. Das erste Schneidende ist dann zum
Schneiden von Material bereit.
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In
den beispielhaften Verfahren weist das erste Schneidende des Schneidwerkzeuges
eine erste Schneidspitze an einem ersten abgelegenen Ende, einen
ersten Korpusabschnitt, eine erste Aussparung in dem ersten Korpusabschnitt
und ein erstes in der ersten Aussparung angeordnetes Halteteil auf,
und das zweite Schneidende des Schneidwerkzeuges weist eine zweite
Schneidspitze an einem zweiten distalen Ende, einem zweiten Korpusabschnitt,
eine zweite Aussparung in dem zweiten Korpusabschnitt und ein zweites
Halteteil auf, das in der zweiten Aussparung aufgenommen ist.
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Die
Einbeziehung des Schildes bei der zweiten Verwendung des Schneidwerkzeuges
ist optional, da das Halteteil und die Verschleißkanten,
die durch den Schild geschützt werden, nicht mehr verwendet
werden, wenn das andere Schneidende des Schneidwerkzeuges bereits
gebraucht wurde und verschlissen ist. Im allgemeinen erhöht
der Schild die Dauerhaftigkeit bzw. Haltbarkeit des doppelseitigen Schneidwerkzeuges.
Durch Anordnen des Schildes um die Schneidspitze und die Aussparung
wirkt der Schild als ein Schutz für die Aussparung und
die Verschleißbereiche in derselben, so daß diese
Bereiche intakt bleiben, während die Schneidspitze verschleißt.
Der Schild schützt auch das Halteteil, welches wahlweise
in der Aussparung installiert ist. Ein Benutzer kann den Schild
entfernen, sobald eine Seite verschlissen ist, und hat dann immer
noch eine vollständig verwendbare Aussparung und/oder ein Halteteil,
wenn er das entgegengesetzte Ende des Schneidwerkzeuges verwendet.
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Während
des Betriebs zum Schneiden von Material hält die freie
Drehung bzw. Drehbarkeit des Schildes die begrenzte Materialmenge,
die das Innere des Schildes erreicht, daran, innerhalb des Schildes
festzuklemmen. Die Drehung hilft beim Aufbrechen bzw. Zerbrechen
von jeglichem Material. Der Schild dreht sich frei, da die Innenfläche
des Halteteiles in der Aussparung drehbar ist, während
der Schild in Reibpassung oder durch Eingriff eines passenden Vorsprungs
mit der Außenfläche des Halteteiles in Verbindung
steht. Auch während des Arbeitsbetriebs zum Schneiden von
Material hilft der Schild dem Schneidwerkzeug, höhere Lasten
aufzunehmen als im Falle eines Schneidwerkzeugs ohne einen Schild. Dies
liegt daran, daß der Schild mit der Schulter des Schneidwerkzeugs
in Kontakt steht. Größere seitliche Stöße
werden von der Schneidspitze aufgenommen und teilweise über
den Schild in die Schulter und/oder den Korpus der Hülse
und/oder des Blockhalteteils abgetragen, wo wesentlich mehr Unterstützung
bzw. Stützfläche für derartige Kräfte
zur Verfügung steht.
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Die
offenbarten Schneidwerkzeuge, Kombinationen, die Schneidvorrichtungen
und Verfahren verbessern die Effizienz und die Wirtschaftlichkeit
der Arbeitsvorgänge. Da jedes Schneidwerkzeug zwei Schneidspitzen
hat, müssen die Kunden nur die Hälfte der Schneidwerkzeuge
auf Lager halten und transportieren, wenn sie dieselbe Anzahl von
Schneidspitzen verwenden. Weiterhin ist weniger Stahl erforderlich
für die Herstellung eines umdrehbaren Schneidwerkzeuges,
das zwei Schneidenden hat gegenüber einem konventionellen
Schneidwerkzeug, welches nur ein Schneidende hat.
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Es
versteht sich, daß im Rahmen der vorliegenden Anmeldung
die Einbeziehung der Hülse optional ist und daß das
zweite Ende des Schneidwerkzeuges direkt in eine Bohrung in einem
Blockhalteteil oder in irgendeiner anderen Bohrung zum Haltern von
Schneidwerkzeugen eingesetzt werden kann. In diesem Fall und beispielhaft
wirkt die Bohrung des Blockhalteteils oder sonstigen Stützteiles ähnlich
wie die Bohrung der Hülsen, die hier in Verbindung mit den 3A–3B und 4A–4B beschrieben
wurde und sie hat ähnliche Merkmale und Eigenschaften.
Weiterhin könnten, wenn eine Hülse vorhanden ist,
auch andere Merkmale zusätzlich zu den hier beschriebenen
einbezogen sein, beispielsweise weitere Merkmale konventioneller
Hülsen, die in Haltern aus Hülse und Block verwendet
werden. Die Offenbarungen in den US- Patentanmeldungen Nr. 11/711,002
und Nr. 11/711,003, deren Priorität die vorliegende Anmeldung
in Anspruch nimmt, werden hier durch diese Bezugnahme aufgenommen.
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Auch
wenn die Erfindung hier in Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen
beschrieben wurde, so versteht es sich für Fachleute doch,
daß Zusätze, Fortlassungen, Modifikationen und
Austausche, die nicht speziell beschrieben wurden, ohne Abweichen vom
Geist und Schutzumfang der Erfindung vorgenommen werden können,
wie sie in den anhängenden Ansprüchen definiert
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 3342531 [0006]
- - US 3493268 [0006]
- - US 3519309 [0006]
- - US 5810102 [0006]
- - GB 1117112 [0006]