DE102009052351A1

DE102009052351A1 - Fräswalze

Info

Publication number: DE102009052351A1
Application number: DE200910052351
Authority: DE
Inventors: Willi Jacobs; Michael Steinbrecher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-11-07
Filing date: 2009-11-07
Publication date: 2011-05-12
Also published as: WO2011054334A4; WO2011054334A1

Abstract

Fräswalze für mobile Arbeitsmaschinen, insbesondere für den Straßen- und Wegebau, mit einer Vielzahl von Werkzeughalterungen bestehend aus auf der Walzenrundfläche angebrachten Boxen, in die je ein Wechselhalter mit einer im Wesentlichen zylindrischen Aufnahme für den Rundschaft eines Werkzeugs eingesetzt sind, wobei Box und Wechselhalter Stahlgusskörper sind und durch einen Schraubenbolzen in Eingriff gehalten sind, die Mittelebenen M der Boxen (2) und der eingesetzten Wechselhalter (3) senkrecht zur Walzenachse angeordnet sind und die Wechselhalter (3) aus Wechselhaltergruppen ausgewählt sind, die sich durch den Winkel α zwischen der Achse X der Aufnahme und der Mittelebene M ihrer Wechselhalter (3) unterscheiden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fräswalze für mobile Arbeitsmaschinen, insbesondere für die Straßen- und Wegebau, mit einer Vielzahl von Werkzeughalterungen bestehend aus auf der Walzenrundfläche angebrachten Boxen, in die je ein Wechselhalter mit einer im wesentlichen zylindrischen Aufnahme für den Schaft eines Werkzeugs eingesetzt ist, wobei Box und Wechselhalter Stahlgußkörper sind und durch einen Schraubenbolzen in Eingriff gehalten sind.
Eine derartige Fräswalze ist aus DE 10350604 A1 bekannt. Der dort beschriebene Wechselhalter besteht aus einem mit der Box in Keileingriff befindlichen Unterteil und einem Oberteil, dessen Mittelachse gegen die Mittelebene des Unterteils um einen kleinen Winkel verschwenkt ist. Dieser Werkzeughalter ist nicht variabel einsetzbar, da durch ihn immer eine bestimmte Winkelabweichung des eingesetzten Werkzeugs vorgegeben ist. Wird eine andere Winkelabweichung des Werkzeugs aus der Mittelebene der Box gewünscht, muß ein anderer Wechselhalter mit entsprechend geänderter Schwenklage des Oberteils relativ zum Unterteil gegossen werden. Die Gießarbeit zur Herstellung der Wechselhalter für verschiedene Werkzeuge ist daher aufwendig. Durch das verschwenkte Oberteil des Wechselhalters stellt sich beim Fräsbetrieb der Walze ein erhöhter Staudruck ein, der bei gleichbleibender Fräs- und Brechleistung eine erhöhte Leistungsaufnahme zur Folge hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Fräswalze so zu modifizieren, daß sie kostengünstiger hergestellt werden kann. Insbesondere soll der gießtechnische Aufwand für die aus Box und Wechselhalter bestehenden Meißelhalterungen reduziert werden. Darüber hinaus soll die Leistungsaufnahme der Fräswalze im Betrieb gesenkt werden. Ein weiteres Ziel gegenüber dem oben genannten Stand der Technik ist es, den Werkzeugaustausch auf der Walze zu vereinfachen, was insbesondere auf der Baustelle von Vorteil ist. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs angegebenen Fräswalze erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mittelebenen der Boxen und der eingesetzten Wechselhalter senkrecht zur Walzenachse angeordnet sind und die Wechselhalter aus Wechselhaltergruppen ausgewählt sind, die sich durch den Winkel α zwischen der Achse X der Aufnahme und der Mittelebene M ihrer Wechselhalter unterscheiden. Die Wechselhalter sind ebenso wie die Boxen zu ihrer Mittelebene symmetrisch. Da ihre Mittelebene M senkrecht zur Walzenachse steht, ergibt sich ein schmalerer Anströmquerschnitt und damit im Betrieb ein geringerer Staudruck. Die Verschwenkung des Werkzeugs um den Winkel α ist nur durch die verschwenkte Werkzeugaufnahme im Oberteil des Wechselhalters realisiert, nicht durch eine Verschwenkung des Wechselhalteroberteils. Dadurch ist es möglich, alle Wechselhalter in der gleichen Form zu gießen. Die unterschiedlichen Winkel zwischen Aufnahmeachse X und Mittelebene M werden bereits beim Gießvorgang berücksichtigt. Dazu wird ein von der Stirnwand der Form ausgehenden Kern in der gewünschten Winkelausrichtung in die Form eingesetzt. Zur Herstellung der verschiedenen Wechselhalter wird nur der Kern jeweils entsprechend ausgerichtet. Die Form an sich bleibt im wesentlichen unverändert.
Vorzugsweise weisen eine erste Wechselhaltergruppe den Winkel + α und eine zweite Wechselhaltergruppe dem Winkel – α auf, wobei α ein Wert in dem Bereich von 2 bis 12°, insbesondere von 6 bis 9° ist. Diese Wechselhalter werden im allgemeinen mit Rundschaftfräsmeißeln bestückt.
Zweckmäßigerweise weist eine Wechselhaltergruppe den Winkel α = 0 auf und sind ihre Wechselhalter zur drehfesten Halterung des eingesetzten Werkzeugs eingerichtet. Diese Wechselhaltergruppe wird im allgemeinen mit Schrämmeißeln bestückt. Die Drehsicherung kann durch eine Nut in der die Aufnahme umgebenden ringförmigen Tragfläche und ein in die Nut eingreifender Zapfen auf der den Schaft umgebenden Ringfläche des Schrämmeißels realisiert sein.
Die Wechselhalter mit α
0 haben zweckmäßig eine ringförmige, ebene Tragfläche, die zur Senkrechten auf die Mittelebene M um den Winkel α geneigt ist und auf der sich der Meißelkopf abstützt. Der Kern zur Bildung der Schaftaufnahme und die Stirnwand der Form zur Bildung der Tragfläche sind im allgemeinen ein Formteil. Durch Drehung dieses Formteils um 180° um die Mittelache der Gießform können die beiden Wechselhalter mit + α und – α in der gleichen Form gegossen werden.
Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Wechselhalter einen Vorderteil und einen Hinterteil und ist bei in die Box eingesetztem Wechselhalter sein Vorderteil unterseitig mit der Box verriegelt und sein Hinterteil durch Einschieben in die Box geführt. Durch diese Festlegung des Wechselhalters auf der Box baut die Meißelhalterung relativ schmal, was für den Leistungsverbrauch im Betrieb von Vorteil ist.
Vorzugsweise ist an den Vorderteil unterseitig ein Riegel angegossen, in die Box vorne eine Riegelaufnahme eingegossen und hat die Box hinten eine durch ihre Rückwand, eine Deckwand und Seitenwände gebildete Einschubaufnahme für den Hinterteil des Wechselhalters. Durch die unter dem Vorderteil befindliche Verriegelung baut die Meißelhalterung schmal. Der Wechselhalter wird vorne und hinten gehalten wodurch eine verteilte Kraftübertragung von dem Werkzeug/Wechselhalter auf die Box und damit auf die Walze erreicht wird. Der Wechselhalter wird durch die Verriegelung an seinem vorderen Ende in Querrichtung und in Umfangsrichtung (der Walze) festgelegt.
Vorzugsweise sind der Riegel und die Riegelaufnahme und/oder der Hinterteil des Wechselhalters und die Einschubaufnahme keilförmig ausgebildet. Bei Lockerung des Wechselhalters oder Verschleiß ist eine Nachstellung möglich, indem der Wechselhalter durch den Schraubenbolzen weiter in die Box eingezogen wird.
Nach der bevorzugten Ausführungsform hat die Rückwand der Box eine Durchgangsöffnung und der Hinterteil des Wechselhalters eine Gewindebohrung für den Schraubenbolzen. Der sich mit seinem Kopf auf der Rückwand abstützende Schraubenbolzen durchgreift die Durchgangsöffnung und ist in die Gewindebohrung des Wechselhalters eingeschraubt, bis der Wechselhalter in der Box fest verankert ist. Durch den Abstand des Hinterteils von dem die Werkzeugschaftaufnahme enthaltenden Vorderteil des Wechselhalters ist das hintere Ende eines eingesetzten Werkzeugs zugänglich. Das Werkzeug kann aus dem Wechselhalter oder der Wechselhalter mit Werkzeug kann aus der Box dann von hinten herausgeschlagen werden.
Vorzugsweise schließen bei in die Box eingesetztem Wechselhalter die Stirnseite des Riegels und die Stirnwand der Box bündig ab und sind die Stirnseite und die Stirnwand zu den beiden Seitenflächen der Box hin zurückgewölbt. Die stirnseitige Gestalt des Riegels und der Box umfaßt im allgemeinen darüber hinaus auch eine Abschrägung in Aufwärtsrichtung von der Oberfläche der Fräswalze zum Meißel hin. Die so geschaffene stirnseitige ”Stromlinienform” reduziert den Staudruck und damit des Leistungsverbrauch für eine gegebene Fräsarbeit.
Bei in die Box eingesetztem Wechselhalter bildet die Aufnahmeachse X mit der Tangentialebene an der Walzenoberfläche in Boxmitte einen Winkel β in dem Bereich von 20 bis 40°, insbesondere von 22 bis 30°. Diese Flachbauweise wirkt sich ebenfalls günstig auf den Leistungsverbrauch im Betrieb aus. Zu dessen weiterer Reduzierung kann die Wechselhaltergruppe mit α = 0 mit Schrämmeißeln bestückt sein, die in Anströmrichtung einen stromlinienförmigen Querschnitt haben.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen
1 die Meißelhalterung in der Seitenansicht auf einem Walzensegment im Schnitt,
2 die Aufsicht der Meißelhalterung der 1,
3 einen Schnitt nach der Linie III-III der 2,
4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der 1,
5 einen Schnitt analog zu 4, jedoch mit einem Wechselhalter aus einer zweiten Wechselhaltergruppe,
6 einen Schnitt analog zu 4, jedoch mit einem Wechselhalter einer dritten Wechselhaltergruppe und einem Schrämmeißel,
7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der 6 und
8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der 3.
Nach 1 besteht die Meißelhalterung aus einer auf die Walze 1 aufgeschweißten Box 2, einem in die Box 2 eingesetzten Wechselhalter 3 und einem Box und Wechselhalter in gegenseitigem Eingriff haltenden Schraubenbolzen 4. In den Wechselhalter 3 ist ein Rundschaft-Fräsmeißel 5 eingesetzt. Die Box 2 hat beidseitig drei Öffnungen 6, deren Funktion an Hand von 3 erläutert wird.
Nach den 2 und 3 hat die Box 2 vorderseitig eine keilförmige Riegelaufnahme 7, die zur Walzenoberfläche und zu den Seitenöffnungen 6 offen ist. Im hinteren Teil hat die Box 2 eine Rückwand 8, die nach oben in eine Deckwand 9 übergeht. Rückwand 8 und Deckwand 9 bilden zusammen mit den beiden Seitenwänden 10 eine Einschubaufnahme 11 für den hinteren Teil 19 des Wechselhalters 3. Die Rückwand 8 hat eine Durchgangsöffnung 12 für den Schraubenbolzen 4. Die Einschubaufnahme 11 hat ähnlich wie die Riegelaufnahme 7 bodenseitig Öffnungen in Verbindung mit den beidseitigen Öffnungen 6. Wie aus 3 ersichtlich, ist die Einschubaufnahme 11 keilförmig ausgebildet.
Der Wechselhalter 3 besteht aus einem Vorderteil 13 mit einer zylindrischen Aufnahme 14. In die Aufnahme 14 ist der Drehschaft-Fräsmeißel 5 mit seinem zylindrischen Schaft 5a in bekannter Weise mittels einer Hülse 15 drehbar, aber axial fixiert eingesetzt. An dem Vorderteil 13 des Wechselhalters 3 ist unterseitig vorne ein keilförmiger Riegel 16 angegossen, der mit der keilförmigen Riegelaufnahme 7 der Box in Eingriff ist.
Der Vorderteil 13 des Wechselhalters 3 ist über seinen Boden 17 und seine Seitenwandungen 18 mit dem keilförmigen Hinterteil 19 verbunden. Der Hinterteil 19 enthält eine Gewindebohrung 20, in die der Gewindebolzen 4 eingeschraubt ist, um Riegel 16 und Riegelaufnahme 7 in Keileingriff zu halten. Der Kopf des Gewindebolzens hat eine Innensechskantfassung.
Wie aus der 2 ersichtlich ist, ist die Achse X des Rundschaftmeißels 5 um einen kleinen Winkel α gegen die Mittelebene M des Wechselhalters 3 und der Box 2 verschwenkt. 4 verdeutlicht diese Verschwenkung im Axialschnitt. Bei dem in 4 dargestellten Wechselhalter der Gruppe ist die Achse X der Schachtaufnahme 14 um den Winkel + α gegen die Mittelachse Y von Wechselhalter und Box verschwenkt. Dementsprechend ist die tragende Ringfläche 21 des Wechselhalters gegen die Mittelachse Y des Wechselhalters geneigt.
5 zeigt den der 4 entsprechenden Schnitt der Meißelhalterung mit einem Wechselhalter einer zweiten Wechselhaltergruppe. Die Achse X der Schaftaufnahme ist bei diesen Wechselhaltern um den Winkel – α gegen die Mittelachse Y von Wechselhalter und Box geneigt. Der Neigungswinkel α liegt im allgemeinen in dem Bereich von 3 bis 12°, z. B. bei 7°.
6 zeigt den der 4 entsprechenden Schnitt der Meißelhalterung mit einem Wechselhalter einer dritten Wechselhaltergruppe. Bei dieser Wechselhaltergruppe fällt die Achse X der Schaftaufnahme mit der Achse Y von Wechselhalter und Box zusammen (α = 0). Der eingesetzte Meißel erhält daher im Betrieb keinen Drehimpuls. Diese Meißelhaltergruppe ist für Rundschaftmeißel geeignet, die sich im Betrieb nicht drehen sollen, wie der eingesetzte Schrämmeißel 23, der vorne eine Hartmetallleiste 25 trägt. Um diesen Meißel drehfest zu halten, ist bei dieser Wechselhaltergruppe in der tragenden Fläche 21 eine Nut 22 vorgesehen, in die ein an der Abstützfläche 26 des Schrämmeißels 23 befindlicher Zapfen 24 eingreift.
7 zeigt die strömungsgünstige Querschnittsform des Schrämmeißels 23 und den Fließverlauf des abgefrästen Materials, die zu dem verminderten Leistungsbedarf der Fräswalze beitragen.
Der Querschnitt der 8 zeigt die Führung des Hinterteils 19 des Wechselhalters in dem hinteren Teil der Box 2. Hierzu hat der Hinterteil 19 des Wechselhalters oberseitig eine mittige Führungsnut 30, die mit einer an der Deckwand 9 unterseitig und mittig angeformte n Feder 31 zusammenwirkt. Die Führung erfolgt zwischen Nut 30 und Feder 31 und andererseits durch die Bodenseite 32 der Box. Wie ersichtlich, ist der Hinterteil in Querrichtung von den Seitenwänden 10 der Box beabstandet. Dies trifft auch bei den Darstellungen der 4 bis 6 zu. Die Querführung erfolgt im wesentlichen durch Nut 30 und Feder 31. Die Unterseite der Feder 31 und die Bodenseite 32 verlaufen keilförmig, wie aus 3 ersichtlich ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10350604 A1 [0002]

Claims

Fräswalze für mobile Arbeitsmaschinen, insbesondere für die Straßen- und Wegebau, mit einer Vielzahl von Werkzeughalterungen bestehend aus auf der Walzenrundfläche angebrachten Boxen, in die je ein Wechselhalter mit einer im wesentlichen zylindrischen Aufnahme für den Rundschaft eines Werkzeugs eingesetzt ist, wobei Box und Wechselhalter Stahlgußkörper sind und durch einen Schraubenbolzen in Eingriff gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelebenen (M) der Boxen (2) und der eingesetzten Wechselhalter (3) senkrecht zur Walzenachse angeordnet sind und die Wechselhalter (3) aus Wechselhaltergruppen ausgewählt sind, die sich durch den Winkel α zwischen der Achse X der Aufnahme und der Mittelebene M ihrer Wechselhalter (3) unterscheiden.
Fräswalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Wechselhaltergruppe den Winkel + α und eine zweite Wechselhaltergruppe den Winkel – α aufweisen, wobei α ein Wert in dem Bereich von 2 bis 12° ist.
Fräswalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wechselhaltergruppe den Winkel α = 0 aufweist und ihre Wechselhalter (3) zur drehfesten Halterung des eingesetzten Werkzeugs (23) eingerichtet sind.
Fräswalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselhalter (3) mit α
0 eine ringförmige, ebene Tragfläche (21) haben, die zur Senkrechten auf die Mittelebene M um den Winkel α geneigt ist.
Fräswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselhalter (3) einen Vorderteil (13) und einen Hinterteil (19) hat und daß bei in die Box (2) eingesetztem Wechselhalter (3) sein Vorderteil (13) unterseitig mit der Box (2) verriegelt ist und sein Hinterteil (19) durch Einschub in die Box (2) geführt ist.
Fräswalze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Vorderteil (13) unterseitig ein Riegel (16) angegossen ist, in die Box (2) vorne eine Riegelaufnahme (7) eingegossen ist und die Box (2) hinten eine durch ihre Rückwand (8), eine Deckwand (9) und Seitenwände (10) gebildete Einschubaufnahme (11) für den Hinterteil (19) des Wechselhalters (2) hat.
Fräswalze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (16) und die Riegelaufnahme (7) und/oder der Hinterteil (19) und die Einschubaufnahme (11) keilförmig ausgebildet sind.
Fräswalze nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwand (8) eine Durchgangsöffnung (12) und der Hinterteil (19) eine Gewindebohrung (20) für den Schraubenbolzen (4) hat.
Fräswalze nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei in die Box (2) eingesetztem Wechselhalter (3) die Stirnseite des Riegels (16) und die Stirnwand (27) der Box (2) bündig abschließen und zu den beiden Seitenflächen (28) hin zurückgewölbt sind.
Fräswalze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselhalter mit α = 0 mit Schrämmeißeln (23) bestückt sind, die in Anströmrichtung einen stromlinienförmigen Querschnitt haben.