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GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine anpassungsfähige
bzw. Adapterhaltehülse zum Halten einer Werkzeugpicke in
einem Block. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf
eine Adapterhaltehülse, die um einen Schaft einer drehbaren
Werkzeugpicke herum passt, um einen Werkzeugpickenaufbau zu bilden,
der in eine Bohrung eines Blockes eingesetzt wird, um einen Schneidwerkzeugaufbau
zu bilden.
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HINTERGRUND
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In
der folgenden Diskussion des technischen Hintergrundes wird auf
bestimmte Strukturen und/oder Verfahren Bezug genommen. Die folgenden
Bezugnahmen sollten jedoch nicht als ein Zugeständnis gewertet
werden, dass diese Strukturen und/oder Verfahren Stand der Technik
bilden. Der Anmelder behält sich ausdrücklich
das Recht vor, zu zeigen, dass derartige Strukturen und/oder Methoden
keinen früheren Stand der Technik bilden.
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Schneidwerkzeugaufbauten,
welche verwendet werden, um harte Oberflächen zu schneiden bzw.
in diese einzudringen, wie z. B. Gestein und Asphalt, weisen typischerweise
ein sich drehendes Rad oder eine Trommel mit einer Vielzahl von
Schneidwerkzeugen oder Werkzeugpicken auf, die entlang des Umfanges
des Rades oder der Trommel montiert sind. Jede Werkzeugpicke ist
Teil eines Werkzeugpickenaufbaus, der drehbar in einer zylindrischen
Bohrung eines Blockes montiert ist, wobei der Block an der sich
drehenden Trommel befestigt ist. Da das durch derartige Werkzeugpicken
abgetragene Material abrasiv ist, verschleißen die Werkzeugpicken schnell
und müssen häufig ausgetauscht werden, manchmal
täglich. Der Austausch derartiger Werkzeugpicken muss daher
sehr einfach zu bewerkstelligen sein.
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Ein
Werkzeugpickenaufbau umfasst typischerweise eine Werkzeugpicke,
eine Haltehülse und eine Unterlegscheibe. Jede Werkzeugpicke weist
typischerweise einen Werkzeugkörper bzw. Werkzeughauptteil,
eine nach vorn vorstehende, verjüngte Schneidspitze, die
sich von einem Ende des Werkzeughauptteiles aus nach außen
erstreckt, und einen nach hinten vorstehenden Schaftteil auf, der sich
von einem entgegen gesetzten Ende des Werkzeughauptteils nach außen
erstreckt. Zwischen dem Werkzeughauptteil und dem Schaft befindet
sich eine erhabene Schulter, welche einen Durchmesser hat, der größer
ist als der des Schaftes, jedoch kleiner als der des benachbarten
Abschnittes des Werkzeughauptteiles. Die Haltehülse ist
um den Schaft herum angeordnet, um die Werkzeugpicke in der Bohrung des
Blockes oder in einer Hülse zu halten, wie sie in
US-Patent Nr. 5,725,283 beschrieben
ist, die durch diese Bezugnahme hier insgesamt aufgenommen wird.
Die Unterlegscheibe kann verwendet werden, um die Haltehülse
in Umfangsrichtung zusammenzupressen, um bei dem Einsetzen des Werkzeugpickenaufbaus
in die Bohrung in dem Block Hilfe zu bieten. Wenn die Werkzeugpicke
montiert ist, ist der erhabene Schulterabschnitt neben der Unterlegscheibe
angeordnet, welche ihrerseits neben dem Block angeordnet ist und
die Schneidspitze liegt für den Schneid bzw. Abtragvorgang
frei. Im Gebrauch dreht die Werkzeugpicke sich frei innerhalb der
Haltehülse, so dass die Schneidspitze gleichmäßig
verschleißt.
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In
der Industrie werden üblicherweise zumindest zwei unterschiedlich
große Werkzeugpickenaufbauten verwendet, wobei eine erste
Größe definiert wird durch eine Blockbohrung von
19,9 mm Durchmesser (nominell als „19 mm” bezeichnet)
und eine zweite Größe definiert ist durch eine
Blockbohrung von 22,5 mm Durchmesser (nominell als „22
mm” bezeichnet). Durch andere Bohrungsdurchmesser können
auch andere Größen definiert werden. Im Ergebnis
kann es, um in der Lage zu sein, Werkzeugpicken auszutauschen, wenn
sie verschlissen sind, notwendig sein, einen Vorrat von zwei oder
mehr unterschiedlich großen Werkzeugpicken bereitzuhalten, wobei
jeder Werkzeugpickenaufbau eine Werkzeugpicke, eine Haltehülse
und eine Unterlegscheibe umfasst. In ähnlicher Weise ist
es für einen Hersteller von Werkzeugpicken erforderlich,
zwei oder mehr unterschiedlich große Werkzeugpicken herzustellen oder
zumindest Werkzeugpicken, die zwei oder mehr unterschiedlich bemessene
Schäfte haben, um in der Lage zu sein, die Erfordernisse
der unterschiedlich groß bemessenen Blockbohrungen in den
Schneidwerkzeugaufbauten, die im Gebrauch sind, zu erfüllen.
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Dementsprechend
besteht ein Bedarf im Stand der Technik an einer angepassten Haltehülse bzw.
einer Adapterhaltehülse, um die Möglichkeit zu schaffen,
dass eine Werkzeugpicke, die so bemessen ist, dass sie in einem
ersten Bohrungsdurchmesser aufgenommen werden kann, in einem zweiten Bohrerdurchmesser
verwendet werden kann, wobei der zweite Bohrungsdurchmesser kleiner
als der erste Bohrungsdurchmesser ist, ohne die Stabilität
der Werkzeugpicke, die in der Bohrung gehaltert wird, zu beeinträchtigen
und ohne die für das Entfernen der Werkzeugpicke aus der
Bohrung erforderliche Ausstoßkraft wesentlich zu verändern.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es
wird ein Werkzeugpickenaufbau bereitgestellt für den Einsatz
in einer ersten Bohrung, die einen ersten Durchmesser hat. Der Werkzeugpickenaufbau
weist eine Werkzeugpicke auf, die einen Schaft mit einem Durchmesser
hat, der für die Aufnahme in einer zweiten Bohrung bemessen
ist, die einen zweiten Durchmesser hat, wobei der zweite Durchmesser
kleiner als der erste Durchmesser ist, und weist eine anpassungsfähige
bzw. Adapterhaltehülse auf, die eine solche Dicke hat,
dass sie den Schaft der Werkzeugpicke in der ersten Bohrung stabil
haltert, sowie eine Unterlegscheibe zum Zusammenpressen der angepassten
Haltehülse, um das Einsetzen in der ersten Bohrung zu unterstützen.
Die Adapterhaltehülse ist so ausgestaltet, dass sie sich federnd
radial nach außen erweitert, um die Werkzeugpicke in der
ersten Bohrung zu haltern, wobei eine Ausstoßkraft zum
Ausstoßen der Werkzeugpicke aus der ersten Bohrung einen
Wert hat, der im Bereich von ±10% um eine Ausstoßkraft
herum liegt, die für das Ausstoßen einer Werkzeugpicke
aus der ersten Bohrung erforderlich ist, welche einen Schaft mit
einem Durchmesser hat, der für die Aufnahme in der ersten
Bohrung bemessen ist, und der in der ersten Bohrung unter Verwendung
eines zusammendrückbaren Federteiles gehalten wird, das
eine Dicke hat, die geringer ist als die Dicke des komprimierbaren
Federteils der angepassten bzw. Adapterhaltehülse.
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Es
wird eine Adapterhaltehülse bereitgestellt zum Halten einer
Werkzeugpicke in einer ersten Bohrung, welche einen ersten Durchmesser
aufweist, wobei die Werkzeugpicke einen Schaft mit einem Durchmesser
hat, der für die Aufnahme in einer zweiten Bohrung bemessen
ist, welche einen zweiten Durchmesser hat, wobei der zweite Durchmesser kleiner
als der erste Durchmesser ist. Die anpassbare bzw. Adapterhaltehülse
umfasst ein komprimierbares Federteil mit einer Dicke für
das stabile Haltern des Schaftes der Werkzeugpicke in der ersten
Bohrung, wobei das komprimierbare Federteil so ausgestaltet ist,
dass es sich federnd radial nach außen aufweitet, um die
Werkzeugpicke in der ersten Bohrung zu halten. Eine Ausdrückkraft
zum Ausdrücken der Werkzeugpicke aus der ersten Bohrung
liegt innerhalb von ±10% um die Ausdrückkraft
zum Herausdrücken einer Werkzeugpicke aus der ersten Bohrung,
welche einen Schaft mit einem Durchmesser hat, der für
die Aufnahme in der ersten Bohrung bemessen ist und der unter Verwendung
eines komprimierbaren Federteils in der ersten Bohrung gehalten wird,
welches eine Dicke hat, die geringer ist als die Dicke des komprimierbaren
Federteils der angepassten Haltehülse.
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Es
wird ein Schneidwerkzeugaufbau bereitgestellt, mit einem Block,
der eine ersten Bohrung mit einem ersten Durchmesser hat. Die Bohrung
ist für die Aufnahme eines Werkzeugpickenaufbaus ausgelegt,
welcher eine Werkzeugpicke mit einem Schaft umfasst, der für
die Aufnahme der ersten Bohrung bemessen ist. Es wird eine Werkzeugpicke
bereitgestellt, die einen Schaft hat, welcher für die Aufnahme in
einer zweiten Bohrung mit einem zweiten Durchmesser bemessen ist,
wobei der zweite Durchmesser kleiner ist als der erste Durchmesser.
Eine komprimierbare Adapterhaltehülse wird bereitgestellt,
welche eine Dicke für das stabile Haltern des Schaftes der
Werkzeugpicke in der ersten Bohrung hat, wobei die Adapterhaltehülse
so ausgestaltet ist, dass sie sich federnd radial nach außen
aufweitet, um die Werkzeugpicke in der ersten Hülse zu
halten, wobei die Adapterhaltehülse Einrichtungen für
das In Eingriff Treten mit einer Haltenut in dem Schaft der Werkzeugpicke
aufweist. Eine Unterlegscheibe presst die Adapterhaltehülse
zusammen, um das Einsetzen in die erste Bohrung zu unterstützen.
Eine Ausdrückkraft zum Ausdrücken der Werkzeugpicke aus
der ersten Bohrung liegt im Bereich um näherungsweise ±10%
um die Ausdrückkraft zum Ausdrücken einer Werkzeugpicke
aus der ersten Bohrung, welche einen Schaft mit einem Durchmesser
hat, der für die Aufnahme in der ersten Bohrung ausgelegt
ist und welche in der ersten Bohrung unter Verwendung eines komprimierbaren
Federteiles aufgenommen ist, das eine Dicke hat, die geringer ist
als die Dicke des komprimierbaren Federteils der Adapterhaltehülse.
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Es
versteht sich, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung
als auch die folgende genaue Beschreibung nur beispielhaft und veranschaulichend
sind und dafür vorgesehen sind, weitere Erläuterungen
der beanspruchten Erfindung bereitzustellen.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die
folgende genaue Beschreibung kann in Verbindung mit den zugehörigen
Zeichnungen gelesen werden, in welchen gleiche Bezugszahlen gleiche
Elemente bezeichnen und in denen:
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1 eine
Seitenansicht ist, teilweise im Querschnitt, welche eine beispielhafte
Adapterhaltehülse der vorliegenden Erfindung zum Halten
einer Werkzeugpicke in einem Block zeigt,
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2 eine
seitliche Explosionsdarstellung eines Werkzeugpickenaufbaus ist,
welche eine Werkzeugpicke, eine Unterlegscheibe und eine Adapterhaltehülse
der vorliegenden Erfindung zeigt,
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3A und 3B vergleichende
Querschnittsansichten einer Haltehülse nach dem Stand der
Technik bzw. eine Adapterhaltehülse nach der vorliegenden
Erfindung zeigen,
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4A eine
Seitenansicht eines Werkzeugpickenaufbaus ist, welcher eine Werkzeugpicke,
eine Unterlegscheibe und eine Adapterhaltehülse gemäß der
vorliegenden Erfindung aufweist, wobei die Unterlegscheibe vor dem
Einsetzen des Werkzeugpickenaufbaus in die Bohrung eines Blockes
entlang der axialen Richtung der Adapterhaltehülse angeordnet
ist,
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4B eine
Seitenansicht eines Werkzeugpickenaufbaus ist, welcher eine Werkzeugpicke,
eine Unterlegscheibe und einer Adapterhaltehülse gemäß der
vorliegenden Erfindung umfasst, wobei die Unterlegscheibe nach dem
Einsetzen des Werkzeugpickenaufbaus in die Bohrung eines Blockes
an einem Ende der Adapterhaltehülse angeordnet ist.
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5 eine
Kurve ist, welche die Ausdrückkraft im Ruhezustand gegenüber
der Strecke bzw. dem (Ausdrück-)Weg für einen
Werkzeugpickenaufbau zeigt, der eine Haltehülse nach dem
Stand der Technik hat,
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6 eine
Kurve ist, welche die Ausdrückkraft im Ruhezustand gegenüber
dem Weg für einen modifizierten Werkzeugpickenaufbau zeigt,
der eine Adapterhaltehülse gemäß der
vorliegenden Erfindung umfasst.
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7 eine
seitliche Explosionsdarstellung ist, welche eine alternative Ausgestaltung
eines Werkzeugpickenschaftes und einer angepassten Haltehülse
zum Halten der Werkzeugpicke in einer Bohrung zeigt,
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8A und 8B perspektivische
Ansichten sind, welche miteinander zu vergleichende Haltehülsen
zeigen, die bei vergleichenden Tests für die Ausdrückkraft
verwendet wurden.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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1 zeigt
eine beispielhafte Ausführungsform eines Schneidwerkzeugaufbaus 10,
mit einem Werkzeugpickenaufbau 12, der in einer Bohrung 62 eines
Werkzeughalters oder eines Blockes 60 eingesetzt und so
dargestellt ist. Die Bohrung 62 ist zylindrisch oder im
Wesentlichen zylindrisch und hat einen Durchmesser und eine axiale
Länge. Der Werkzeugpickenaufbau 12, wie er in
der Explosionsdarstellung gemäß 2 zu
sehen ist, umfasst eine Werkzeugpicke 16, eine komprimierbare
Haltehülse 40 und eine Vorspannunterlegscheibe 50 zum
Komprimieren der komprimierbaren Haltehülse 40,
um das Einsetzen des Werkzeugpickenaufbaus 12 in die Bohrung 62 zu
ermöglichen.
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Während
der Schneidwerkzeugaufbau 10 im Allgemeinen für
die Verwendung als Teil eines Straßenfräswerkzeuges
geeignet ist, versteht es sich, dass der Schneidwerkzeugaufbau 10 auch
auf Schneidwerkzeuge anwendbar ist, die keine Straßenfräsen
sind, wie z. B solche für den Bergbau und den Grabenaushub.
Wenn der Aufbau als Straßenfräser verwendet wird,
so ist eine Vielzahl von Schneidwerkzeugen um den Umfang einer (nicht dargestellten)
Trommel montiert und sie sind um eine Längsachse der Trommel
drehbar, um dadurch eine harte Oberfläche zu zerkleinern
bzw. abzufräsen.
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Die
Werkzeugpicke 16 hat ein erstes Ende oder Vorderende (30)
und ein zweites Ende oder rückwärtiges Ende 32.
Die Werkzeugpicke 16 weist einen verjüngt zulaufenden
Werkzeughauptteil 22, eine Schneidspitze 20, welche
von dem Werkzeughauptteil 22 nach vorn hervorsteht, und
einen aufgeweiteten Abschnitt 24 mit größerem
Durchmesser auf, der sich nach hinten an den Werkzeughauptteil 22 anschließt.
Eine Schulter 26 mit reduziertem Durchmesser liegt neben
dem aufgeweiteten Abschnitt 24 mit dem größeren
Durchmesser und ist so bemessen, dass sie die Klauen eines standardmäßigen
Auszugwerkzeuges, wie es im Stand der Technik bekannt ist, aufnehmen
kann, so dass die Schulter 26 mit reduziertem Durchmesser
als eine Auszugsnut dient. Von der Schulter 26 mit reduziertem
Durchmesser nach hinten vorstehend ist ein Schaft 28, der einen
Durchmesser hat, welcher so bemessen ist, dass er in einer entsprechenden
Bohrung 62 in einem Block 60 aufgenommen werden
kann bzw. aufgenommen ist. Ein Teil des Schaftes 28, welcher
unmittelbar neben der Schulter 26 mit reduziertem Durchmesser
liegt, kann einen geringfügig größeren Durchmesser
haben als der Schaft und kann als ein Unterlegscheibensitz 56 bezeichnet
werden. Die Struktur einer solchen Werkzeugpicke 12 ist
im Stand der Technik bekannt und sie ist z. B. in der US-Patentanmeldungsveröffentlichung
2007/0257545 dargestellt, die durch diese Bezugnahme hier in ihrer
Gesamtheit einbezogen wird.
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Die
Werkzeugpicke 16 wird durch eine komprimierbare Haltehülse 40,
welche zumindest um einen Abschnitt des Schaftes 28 der
Werkzeugpicke 12 herum angeordnet ist, gehalten. Die Haltehülse 40 umfasst
ein Federteil 42, das einen unkomprimierten Durchmesser
(oder freien Durchmesser), eine axiale Länge und eine Wandstärke
hat. Ein durchgehender Schlitz 44 erstreckt sich über
die gesamte axiale Länge des Federteils 42 und
ermöglicht es dem Federteil 42, dass es radial,
d. h. in Umfangsrichtung, auf einen Durchmesser komprimiert wird,
der kleiner ist als der unkomprimierte Durchmesser. Wie dargestellt
erstreckt sich der Schlitz 44 in einer Richtung, die in etwa
parallel zu der axialen Länge der Haltehülse 40 verläuft.
Es versteht sich jedoch, dass der Schlitz 44 irgendeine
durchgehende Form haben kann, die sich über die gesamte
axiale Länge der Haltehülse 40 erstreckt,
was geneigte, abgewinkelte, abgestufte, etc. Ausgestaltungen einschließt.
Der Schlitz 44 muss kein durchgehend gleichförmiges Öffnungsmaß haben,
vorausgesetzt, dass das minimale Öffnungsmaß des
Schlitzes 44 ausreichend ist, um zu ermöglichen, dass
das Federteil 42 von einem unkomprimierten Durchmesser
auf einen Durchmesser radial komprimiert werden kann, der klein
genug ist, um in die Bohrung 62 zu passen.
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Das
Federteil 42 ist aus einem Material hergestellt, welches
Federstahl einschließt, jedoch nicht auf diesen beschränkt
ist, und welches es dem Federteil 42 ermöglicht,
sich nach außen zu erweitern und eine radial nach außen
gerichtete Kraft auszuüben, wenn der Durchmesser des Federteils 42 auf weniger
als den unkomprimierten Durchmesser reduziert wird. Die radial nach
außen gerichtete Kraft ist eine Funktion mehrerer Faktoren,
welche die Wandstärke des Federteils 42, die axiale
Länge des Federteils 42, die Materialien der Herstellung
des Federteils 42 und den Betrag, um welchen das Federteil 42 auf
weniger als den unkomprimierten Durchmesser zusammengedrückt
wird, umfassen können.
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Es
versteht sich, dass der Durchmesser einer Bohrung 62, in
welche der Werkzeugpickenaufbau 12 eingesetzt wird, kleiner
ist als der unkomprimierte Durchmesser des Federteils 42 der
Haltehülse 40, so dass der Werkzeugpickenaufbau 12 durch die
Reibungskraft in der Bohrung 42 gehalten wird, welche von
der radial nach außen wirkenden Kraft herrührt,
die durch die Haltehülse 40 auf die Wände der
Bohrung 62 ausgeübt wird. Daher ist der Betrag der
Reibungskraft, welche durch die Haltehülse 40 auf
die Wände der Bohrung 62 ausgeübt wird,
eine Funktion derselben Faktoren, welche die radial nach außen
gerichtete Kraft des Federteils 42 bestimmen, einschließlich,
jedoch nicht beschränkt auf die Wandstärke des
Federteils 42, die axiale Länge des Federteils 42,
die Materialien, aus welchen das Federteil 42 hergestellt
ist, die äußeren Oberflächeneigenschaften
des Federteils 42 und den Betrag, um welchen der Durchmesser
der Bohrung 62 kleiner ist als der unkomprimierte Durchmesser
des Federteils 42.
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Die
Wandstärke des Federteils 42 ist vorzugsweise
geringfügig kleiner als die Hälfte des Unterschiedes
zwischen dem Durchmesser der Bohrung 62 und dem Durchmesser
des Schaftes 28 der Werkzeugpicke 16, so dass
mit Ausnahme des axialen Schlitzes 44 die Haltehülse 40 in
etwa einen ringförmigen Raum zwischen der Hülse 28 und
der Bohrung 62 ausfüllt. Die Reibungskraft, welche
zwischen dem Schaft 28 und dem Federteil 42 erzeugt
wird, ist jedoch typischerweise geringer als die Reibungskraft,
die zwischen dem Federteil 42 und der Wand der Bohrung 62 erzeugt
wird. Dementsprechend sind Einrichtungen vorgesehen, um den Schaft 28 der Werkzeugpicke 16 innerhalb
der Haltehülse 40 zu halten, wenn der Werkzeugpickenaufbau 12 in
die Bohrung 62 eingesetzt ist. Wie in 1 gezeigt,
umfassen die Halteeinrichtungen bzw. Rückhalteeinrichtungen
eine Mehrzahl von Haltelaschen 46, die von dem Federteil 42 radial
einwärts hervorstehen, um in eine Haltenut 34 einzugreifen,
die an einem Abschnitt des Schaftes 28 um den Umfang herum
vorgesehen ist. Wenn die Haltehülse 40 in der
Bohrung 62 zusammengepresst ist, stehen die Haltelaschen 46 bis auf
einen Durchmesser, der geringer ist als der Durchmesser des Schaftes
selbst, in die Haltenut 34 vor, so dass die Werkzeugpicke 16 nicht
aus der Bohrung 62 entfernt werden kann, ohne auch die
Haltehülse 40 zu entfernen. Da die Haltehülse 40 durch
die Reibungskraft, welche durch das Federteil 42 erzeugt
wird, in der Bohrung 62 gehalten wird, wird deshalb auch
die Werkzeugpicke 16 durch dieselbe Kraft in der Bohrung 62 festgehalten.
Es versteht sich, dass auch andere äquivalente Werkzeugpickenrückhalteeinrichtungen
verwendet werden können, wie sie im Stand der Technik bekannt
sind. Beispielsweise kann eine Werkzeugpicke 416 einen Schaft 128 haben,
der einen erweiterten Abschnitt 429 am hinteren Ende 432 aufweist,
wobei der Durchmesser des erweiterten Abschnittes 429 größer
ist als der innere Durchmesser einer Rückhaltehülse 440,
wenn eine entsprechend Werkzeugpicke 412 in die Bohrung 62 eingesetzt
ist, wie es in 7 dargestellt ist. Dementsprechend
weist die Haltehülse 440 keine Rückhaltelaschen
auf.
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Andere,
in ähnlicher Weise wirkende Rückhalteeinrichtungen,
die im Rahmen der Vorstellungen eines durchschnittlichen Fachmannes
liegen, können ebenfalls verwendet werden.
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Es
wird eine Unterlegscheibe 50 bereitgestellt, um das Einsetzen
des Schaftes 28 und der Rückhaltehülse 40 in
die Bohrung 62 zu ermöglichen. Vor dem Einsetzen
des Werkzeugpickenaufbaus 12 in die Bohrung 62 wird
die Haltehülse 40 um den Schaft 28 herum
angeordnet, dann wird die Haltehülse 40 radial
zusammengedrückt, während die Unterlegscheibe 50 auf
die Haltehülse 40 aufgepasst bzw. aufgepresst
und in etwa in der Mitte entlang der Achse und Länge der
Haltehülse 40 positioniert wird, wie es in 4A dargestellt
ist. Die Unterlegscheibe 50 hat eine Bohrung 54,
die so bemessen ist, dass sie einen Durchmesser hat, der näherungsweise
gleich oder geringfügig kleiner ist als der Durchmesser
der Bohrung 62, was ermöglicht, dass die Haltehülse 40 mit
minimaler Reibungskraft in die Bohrung 62 eingesetzt wird.
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Wenn
die Unterlegscheibe 50 auf der Haltehülse 40 sitzt,
wird das hintere Ende 32 des Werkzeugpickenaufbaus 12 in
die Bohrung 62 eines Blockes 60 eingesetzt. Während
des Einsetzens des Werkzeugpickenaufbaus 12 in die Bohrung 62 kommt
die Unterlegscheibe 50 in Kontakt mit einer Fläche 64 des
Blockes 60, wenn die Haltehülse 40 und
der Schaft 28 etwa zur Hälfte in die Bohrung 62 eingesetzt
sind. Während die Haltehülse 40 und der Schaft 28 weiter
in die Bohrung 62 eingesetzt bzw. eingeschoben werden,
wird die Unterlegscheibe 50 bezüglich der Werkzeugpicke 16 nach
vorn gedrückt, bis der Schaft 28 und die Haltehülse 40 vollständig
in die Bohrung 62 eingesetzt sind und die Unterlegscheibe 50 an
dem Unterlegscheibensitz 56 des Schaftes 28 zur
Ruhe kommt, wobei die Unterlegscheibe 50 an dem Schulterabschnitt 26 mit
reduziertem Durchmesser zur Anlage kommt, wie es in 4B dargestellt
ist. Wie in 1 dargestellt, weist die Unterlegscheibe 50 einen
abgeschrägten Abschnitt 52 auf, der dafür
ausgelegt ist, auf einer ähnlich geformten Abschrägung 66 der
Blockstirnfläche 64 neben der Bohrung 62 aufzusitzen.
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Wenn
der Schaft 28 und die Haltehülse 40 vollständig
in die Bohrung 62 eingesetzt sind, drückt die
Unterlegscheibe 50 die Haltehülse 40 nicht
länger zusammen mit damit drückt die radial nach
außen wirkende Kraft des Federteils 42 die Haltehülse 40 gegen
die Wände der Bohrung 62. Da jedoch die Reibungskraft
zwischen der Haltehülse 40 und dem Schaft 28 typischerweise
beträchtlich geringer ist als diejenige zwischen der Haltehülse 40 und
der Bohrung 62, ist der Schaft 28 und damit die
Werkzeugpicke 16 in der Lage, sich bezüglich des
Blockes zu drehen, während sie dennoch durch die Rückhalteeinrichtungen
in der Bohrung 62 gehalten wird. Das Drehen der Werkzeugpicke 16 in
der Bohrung 62 ermöglicht es, dass die Schneidspitze 20der
Werkzeugpicke 16 symmetrisch verschleißt, was
die Lebensdauer der Werkzeugpicke 16 erhöht.
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Konventionelle
Werkzeugpickenaufbauten 12 werden in zumindest zwei Standardgrößen
bereitgestellt, einschließlich eines „19 mm”-Werkzeugpickenaufbaus
zum Einsetzen in eine Bohrung, die einen Durchmesser von näherungsweise
19,9 mm (etwa 0,786'') hat, und eines „22 mm”-Werkzeugpickenaufbaus
für das Einsetzen in eine Bohrung, die einen Durchmesser
von näherungsweise 22,5 mm (etwa 0,885) hat.
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Eine „19
mm”-Haltehülse für die Verwendung in
einer „19 mm”-Bohrung weist ein Federteil auf,
welches eine Wandstärke von etwa 1,22 mm (etwa 0,048'')
hat und dementsprechend hat der Schaft der „19 mm”-Werkzeugpicke
einen Durchmesser von etwa 17,0 mm (etwa 0,669''), was geringfügig
weniger ist als der Innendurchmesser der zusammengepressten „19
mm”-Haltehülse nach dem Einsetzen in eine „19
mm”-Bohrung. Wenn der „19 mm”-Werkzeugpickenaufbau
in einer „19 mm”-Bohrung angeordnet ist, liegt
ein Spalt von etwa 0,25 mm (etwa 0,010'') zwischen dem Schaft und
dem Federteil vor, während das Federteil und die Bohrung
in engem Kontakt sind. Eine „19 mm”-Unterlegscheibe
für einen „19 mm”-Aufbau hat eine Bohrung
mit einem Durchmesser, der näherungsweise gleich oder geringfügig
kleiner ist als der Durchmesser der „19 mm”-Bohrung.
In einer Ausführungsform hat die Bohrung in der „19
mm”-Unterlegscheibe einen Durchmesser von etwa 19,9 mm
(etwa 0,785'').
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In ähnlicher
Weise verwendet ein „22 mm”-Werkzeugpickenaufbau,
der für die Verwendung in einer „22 mm”-Bohrung
vorgesehen ist, eine „22 mm”-Haltehülse
mit einem Federteil, das eine Wandstärke von etwa 1,22
mm (etwa 0,048'') hat, so dass der Schaft der „22 mm”-Werkzeugpicke
einen Durchmesser von etwa 19,8 mm (etwa 0,779'') hat. Eine „22
mm”-Unterlegscheibe für einen „22 mm”-Aufbau
hat eine Bohrung mit einem Durchmesser, der näherungsweise
gleich oder geringfügig kleiner ist als der Durchmesser
der „22 mm”-Bohrung. In einer Ausführungsform
hat die Bohrung einen Durchmesser von etwa 22,2 mm (etwa 0,875'').
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Da
Werkzeugpicken oft schnell verschleißen, ist es notwendig,
die Werkzeugpickenaufbauten häufig auszutauschen. Es ist
deshalb wünschenswert, dass ein modifizierter Werkzeugaufbau 12,
wie er hier offenbart wird, aus einer Bohrung 62 mit einem vergleichbaren
Aufwand an Arbeit entfernbar ist, wie er für das Entfernen
eines „22 mm”-Werkzeugpickenaufbaus aus der gleich
großen Bohrung 62 erforderlich ist.
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Es
wurden Tests ausgeführt unter Verwendung eines „22
mm”-Werkzeugpickenaufbaus, um die Ausdrückkraft
zu bestimmen, die erforderlich ist, um den „22 mm”-Aufbau
aus einer „22 mm”-Bohrung 62 zu entfernen,
wobei sowohl eine stationäre Kraftaufbringung als auch
eine stoßweise Kraftaufbringung verwendet wurden. Der „22
mm”-Werkzeugpickenaufbau, welcher getestet wurde, verwendet
eine Haltehülse, die als Modell Nummer K92 bezeichnet wird,
welche einen Aufbau ähnlich demjenigen hat, der in 2 wiedergegeben
ist. Die Einschubkraft wurde nicht gemessen, da dann, wenn eine
Vorkomprimierungsunterlegscheibe verwendet wird, die Eindrückkraft
nicht nennenswert ist und die Leichtigkeit des Wechselns von Werkzeugpickelaufbauten
nicht beeinträchtigt. Beim Testen im stationären
Zustand wurde die Ausdrückkraft kontinuierlich aufgezeichnet,
wobei die Verschiebung kontrolliert mit einer Rate von etwa 1 mm
pro Sekunde erfolgte und die Kraft unter Verwendung eines MTS 810-Systems
gemessen und aufgezeichnet wurde. Der „22 mm”-Werkzeugpickenaufbau
umfasst eine „22 mm”-Haltehülse 140,
die im Querschnitt in 3a dargestellt ist, wobei die
Dicke der „22 mm”-Haltehülse 140 mit
t0 bezeichnet ist. Für die untersuchte Haltehülse 140 war
die Dicke t0 etwa 0,048'' (etwa 1,22 mm). Die „22 mm”-Haltehülse 140 hat
einen unkomprimierten Durchmesser in einem Bereich von etwa 23,1
mm (etwa 0,910'') bis etwa 23,9 mm (etwa 0,940''), so dass eine
Komprimierung in einem Bereich von etwa 2,7% bis etwa 6,0% des Durchmessers
erforderlich ist, um die Haltehülse 140 in eine „22
mm”-Bohrung 62 einzusetzen. In einer Ausführungsform
hat die „22 mm”-Haltehülse 140 einen
unkomprimierten Durchmesser von etwa 23,5 mm (etwa 0,925'') und
wird dementsprechend in ihrem Durchmesser um etwa 4,5% komprimiert,
um in die „22 mm”-Haltehülse 140 in
der „22 mm”-Bohrung 62 zu passen, auf
Basis einer absoluten Durchmesserkomprimierung von etwa 1,0 mm (etwa
0,040'') im Durchmesser.
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Eine
Kurve der Ausdrückkraft im stationären Zustand
für den „22 mm”-Werkzeugpickenaufbau,
in welcher die Kraft (kN) gegenüber der Strecke bzw. dem
Verschiebungsweg (mm) aufgetragen ist, ist in 5 dargestellt.
Wie es aus der Kurve offensichtlich ist, beträgt die axiale
Länge der „22 mm”-Haltehülse 140 etwa
37 mm. Die axiale Länge der Haltehülse 140 multipliziert
mit dem Umfang der Bohrung 62 liefert ein ungefähres
Maß der Kontaktoberfläche zwischen der Bohrung
und der Haltehülse. Drei Ausdrückkurven sind gemeinsam
aufgetragen worden, was zeigte, dass die Ausdrückkraft
konsistent bei etwa 0,32 kN (etwa 72 lbs.) beginnt, auf etwa 0,45
kN (etwa 100 lbs.) ansteigt und langsam abfällt, wenn der
Kontaktflächenbereich zwischen der „22 mm”-Haltehülse 140 und
der Wand der Bohrung 62 abnimmt, bis er schließlich
weniger als etwa 0,15 kN (etwa 34 lbs.) zu dem Zeitpunkt erreicht,
wenn der „22 mm”-Werkzeugpickenaufbau vollständig
aus der „22 mm”-Bohrung 62 herausgedrückt
wird.
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Die
Ursache der Spitze der Ausdrückkraft nach etwa 6 mm des
Herausdrückens ist nicht bekannt.
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Auch
wenn die Ausdrückkraft im stationären Zustand
ein verlässliches Maß der Haltekraft für
einen Werkzeugpickenaufbau in einer Bohrung ist, werden Werkzeugpickenaufbauten
in der Praxis typischerweise eher durch wiederholte Schläge
auf das hintere Ende des Aufbaus entfernt, um den Aufbau schrittweise
aus der Bohrung herauszutreiben. Daher ist auch die Austreibekraft
durch Stöße bzw. Schlagen dafür relevant,
wie zweckmäßig ein Werkzeugpickenaufbau in der
Praxis ist. Für den „22 mm”-Pickenaufbau
wurde die stoßweise Ausdrückkraft unter Verwendung
eines Impulskrafthammers Kistler Modell 9762 A gemessen, um Schlagkräfte auszuüben
und zu messen und die Ausgangswerte des Impulskrafthammers wurden
aufgezeichnet (als Spannung über der Zeit), und zwar in
Realzeit unter Verwendung eines Picoskops. Die Ausgangsspannung
wurde dann in entsprechende Kraftwerte umgewandelt, und zwar auf
Basis der Kalibrierung des Impulskrafthammers. Für den „22
mm”-Werkzeugpickenaufbau betrug die maximale aufgezeichnete
Impulskraft etwa 0,64 kN (etwa 140 lbs.) oder etwa das 1,4-fache
der maximalen Kraft im stationären Zustand, die für
das Ausdrücken desselben „22 mm”-Werkzeugpickenaufbaus
aus einer Bohrung 62 aufgezeichnet wurde.
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Für
Zwecke des Vergleichs wurden auch andere Werkzeugpickenaufbauten
mit leicht unterschiedlichen Ausgestaltungen getestet, um einen
annehmbaren Bereich von Ausdrückkraftmessungen bereitzustellen,
anhand dessen die hier offenbarte Adapterhaltehülse ausgewertet
bzw. bewertet werden sollte.
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Ein
Satz von Tests wurde unter Verwendung eines Werkzeugpickenaufbaus
durchgeführt, der eine Haltehülse 240 hatte,
welche als Model Nummer K85 bezeichnet wurde, wobei der K85-Werkzeugpickenaufbau
in seiner Ausgestaltung ähnlich dem K92-Werkeugpickenaufbau
ist, mit Ausnahme der Tatsache, dass die Haltehülse des
K85-Aufbaus eine geringfügig kleinere Wandstärke
von etwa 0,04'' (etwa 1,02 mm) gegenüber etwa 0,048'' (etwa
1,22 mm) hat und keine Rückhaltelaschen aufweist. Außerdem hat
der K85-Aufbau eine axiale Hülsenlänge von etwa
31 mm, was etwa 18% kürzer ist als die Länge des
K92-Aufbaus. Eine Haltehülse 240, die in dem K85-Aufbau
verwendet wurde, ist in 8a dargestellt.
Beim Testen im stationären Zustand zeigte der K85-Aufbau
eine geringere Ausdrückkraft als der K92-Aufbau, beginnend
bei etwa 0,12 kN (etwa 27 lbs.) mit einer Spitze von etwa 0,15 kN
(etwa 33 lbs.) und allmählich abnehmend auf etwa 0,06 kN
(etwa 14 lbs.), wenn die Kontaktfläche zwischen der K85-Halthülse
240 und der Bohrung abnimmt. Die Spitzenstoßkraft für
den K85-Aufbau betrug etwa 0,25 kN (55 lbs.) oder etwa das 1,6-fache
der Spitze der Ausdrückkraft im stationären Zustand.
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Ein
weiterer Satz von Tests wurde durchgeführt unter Verwendung
eines Werkzeugpickenaufbaus, der eine Halthülse 340 hat,
welche als Modell Nummer K98 bezeichnet wird, wobei der K98-Werkzeugpickenaufbau
sich von dem K92-Werkezeugpickenaufbau dadurch unterscheidet, dass
die Hülse des K98-Aufbaus eine nach außen vorspringende Rippe
und am Ende angeordnete Schlitze aufweist, die sich teilweise entlang
der axialen Länge der Hülse erstrecken zum Zwecke
des Festhaltens einer Werkzeugpicke darin. Außerdem hat
die Halthülse 340 des K98-Aufbaus eine geringfügig
kleinere Wandstärke von 0,04'' (etwa 1,02 mm) gegenüber etwa 0,048''
(etwa 1,22 mm) und eine um 37% kürzere axiale Länge
von etwa 24 mm. Eine Haltehülse 340, die in einem
K98-Aufbau verwendet wird, ist in 8b dargestellt.
Beim Testen im stationären Zustand hat der K98-Aufbau eine
höhere Spitze der Ausdrückkraft als der K92-Aufbau,
hauptsächlich aufgrund der Kraft zum Überwinden
der nach außen vorspringenden Rippe in der Nähe
des Beginns des Herausdrückens. Die Ausdrückkraft
für den K98-Aufbau beginnt bei etwa 0,20 kN (etwa 45 lbs.),
geht herauf auf eine Spitze von etwa 1,2 kN (etwa 270 lbs.) und
nimmt langsam ab auf etwa 0,38 kN (etwa 85 lbs.) wenn die Kontaktfläche
zwischen der K98-Hafthülse 43 und der Bohrung
abnimmt. Die Spitze der Stoßkraft beim Ausdrücken
des K98-Aufbaus betrug etwa 1,5 kN (340 lbs.) oder etwa das 1,3-fache
der Spitze der Ausdrückkraft im stationären Zustand.
Es ist anzumerken, dass abgesehen von der hohen Spitzenkraft für
das Ausdrücken aufgrund der vorspringenden Rippe die höchste
Ausdrückkraft im stationären Zustand für
den K98-Aufbau etwa 0,7 kN (etwa 158 lbs.) beträgt, was
mehr mit den anderen getesteten Werkzeugpickenaufbauten übereinstimmt.
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Für
einen Benutzer von Schneidwerkzeugen, welche Blöcke 60 mit
Bohrungen 62 von nominell „19 mm” (etwa
19,9 mm) und nominell „22 mm” (etwa 22,5 mm) haben,
wäre es vorteilhaft, wenn man das Bereithalten zweier unterschiedlich
bemessener Werkzeugpicken 16 vermeiden könnte
mit einer ersten Größe einer Werkzeugpicke 16,
die für die Verwendung in einer „19 mm”-Bohrung 62 bemessen ist
und einer zweiten Größe einer Werkzeugpicke 16, die
für die Verwendung in einer „22 mm”-Bohrung 62 bemessen
ist. Ein Werkzeugpickenaufbau 12, welcher eine angepasste
Rückhaltehülse 40 verwendet, wie hier
offenbart, bietet einen solchen Vorteil, indem sie ermöglicht,
eine Werkzeugpicke 16, die für die Verwendung
in einer „19 mm”-Bohrung 62 bemessen ist,
in einer „22 mm”-Bohrung 62 zu verwenden,
wobei dennoch ermöglicht wird, dass der resultierende Werkzeugpickenaufbau 12 stabil
in der Bohrung 62 gehalten wird und aus der Bohrung 62 durch
eine Ausdrückkraft entfernt werden kann, die vergleichbar mit
derjenigen ist, die erforderlich ist, um einen konventionellen „22
mm”-Werkzeugpickenaufbau aus derselben „22 mm”-Bohrung 62 zu
entfernen. Eine Werkzeugpicke 16 kann als stabil gehaltert
angesehen werden, wenn der ringförmige Freiraum zwischen
dem Schaft 28 der Werkzeugpicke 16 und der angepassten
Haltehülse 40 ausreichend ist, um einen Verschleiß aufgrund
seitlicher Bewegungen der Picke 16 innerhalb der angepassten
Haltehülse bzw. Adapterhaltehülse 40 zu
verhindern. In einer Ausführungsform bietet ein ringförmiger
Freiraum von weniger als oder gleich etwa 0,75 mm (0,030'') eine
stabile Halterung für einen Schaft 28 einer Werkzeugpicke 16 in
einer angepassten Haltehülse 40. Eine vergleichbare
Ausdrückkraft wäre eine Kraft innerhalb eines
Bereiches oberhalb und unterhalb der Ausdrückkraft für
einen „22 mm”-Werkzeugpickenaufbau 12 in
einer Bohrung derselben Größe. In einer Ausführung
ist dies der Bereich von etwa ±10% um die Ausdrückkraft
eines konventionellen „22 mm”-Werkzeugaufbaus
herum.
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2 zeigt
eine Explosionsdarstellung eines modifizierten Werkzeugpickenaufbaus 12 für
die Verwendung in einer „22 mm”-Bohrung mit einer „19 mm”-Werkzeugpicke 16,
die für die Verwendung in einer „19 mm”-Bohrung 62 bemessen
ist und einer angepassten Haltehülse bzw. Adapterhaltehülse 40 zum
Halten der auf 19 mm bemessenen Werkzeugpicke 16 in einer „22
mm”-Bohrung 62 und mit einer „22 mm”-Unterlegscheibe 50 zum
Zusammenpressen der Adapterhülse 40 für
das Einsetzen in eine „22 mm”-Bohrung 62.
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Die
Adapterhaltehülse 40 für die Verwendung
mit einer „19 mm”-Werkzeugpicke 16 in
einer „22 mm”-Bohrung 62, wie sie dargestellt
ist, umfasst ein Federteil 42, das eine Wandstärke
von etwa 2,03 mm (etwa 0,080'') hat und dementsprechend hat der Schaft 28 der
Werkzeugpicke 16 einen Durchmesser von etwa 17 mm (etwa
0,665''), was geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser
der zusammengepressten Adapterhülse 40 nach dem
Einsetzen in eine „22 mm”-Bohrung 62.
Die Wandstärke der Adapterhaltehülse 40 kann
zwischen etwa 55% und etwa 65% größer sein als
die Wandstärke einer konventionellen „22 mm”-Haltehülse 140 und
ist typischerweise etwa 60% größer als die einer
Haltehülse 140, welche eine Dicke von etwa 1,22
mm (etwa 0,048'') hat. Wenn der Werkzeugpickenaufbau 12 in
der Bohrung 62 angeordnet ist, liegt ein ringförmiger
Spalt von 0,75 mm (etwa 0,030'') zwischen dem Schaft 28 und
dem Federteil 42 vor, während das Federteil 42 und
die Bohrung 62 in engem Kontakt stehen. Gemäß Vergleich
mit dem „22 mm”-Werkzeugpickenaufbau 12 ist
der ringförmige Spalt beträchtlich größer.
Auch wenn zu erwarten war, dass ein größerer ringförmiger
Spalt zwischen dem Werkzeugpickenaufbau 12 und der Bohrung 62 als
bei dem konventionellen „22 mm”-Aufbau zu einem
beschleunigtem Verschleiß auf der Innenseite der Bohrung 62 führen würde,
hat sich ein solches Problem unerwarteter Weise nicht gezeigt. Im
Gegenteil führte der größere ringförmige
Spalt in Verbindung mit einem dickeren Federteil 42 zu
Vorteilen, die nicht erwartet wurden – der größere
ringförmige Spalt fördert die freie Drehung der
Werkzeugpicke 16 in der Adapterhaltehülse 40,
während die zusätzliche Dicke der Adapterhaltehülse 40 einen
erhöhten Schutz für die Wände der Bohrung 62 bietet,
in dem Stoßkräfte, welche durch seitliche Bewegung
der Picke 16 verursacht werden, durch die Adapterhaltehülse 40 absorbiert
werden. Eine „22 mm”-Unterlegscheibe 50 wird
in dem modifizierten Werkzeugpickenaufbau 12 verwendet
und hat eine Bohrung 54, die etwa gleich oder geringfügig kleiner
ist als etwa 22,2 mm (etwa 0,875'').
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Es
versteht sich, dass die Kraft, welche erforderlich ist, eine Haltehülse
zu komprimieren, proportional zum Flächenträgheitsmoment
der Haltehülse ist. Da der Querschnitt einer Haltehülse
nominell ein Rechteck ist, ist das Flächenträgheitsmoment
proportional zur axialen Länge der Haltehülse
multipliziert mit der dritten Potenz der Dicke der Haltehülse. Demnach
ist das Flächenträgheitsmoment einer Adapterhaltehülse 40,
welche eine Dicke von 0,08'' hat, etwa 4,1 mal größer
als dasjenige einer „22 mm”-Haltehülse,
wie z. B. der K92, die eine Dicke von 0,048'' hat, also basierend
auf einem Dickenverhältnis von 1,6. Es war daher zu erwarten,
dass die dickere Adapterhaltehülse 40 eine übermäßig
hohe radiale auswärts gerichtete Kraft haben würde,
wenn sie zusammengedrückt und in eine Bohrung 62 eingesetzt
werden würde, so dass die Ausdrückkraft eines
Werkzeugpickenaufbaus 12 mit einer Adapterhaltehülse 40 übermäßig
groß wäre, selbst wenn der unkomprimierte Durchmesser
der Adapterhaltehülse 40 proportional zur Dicke
gegenüber einer „22 mm”-Haltehülse 140 reduziert
werden würde. In einer Ausführungsform war der
unkomprimierte Durchmesser der Adapterhaltehülse 40 auf
etwa 0,897'' gegenüber etwa 0,925'' für eine „22
mm”-Haltehülse 140 reduziert worden,
so dass die „22 mm”-Haltehülse 140 im absoluten
Maß etwa 3,3 mal soviel komprimiert werden musste wie die
Adapterhaltehülse 40, wenn sie in einer „22
mm”-Bohrung 62 von etwa 0,885'' Durchmesser angeordnet
wurden.
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Es
wurden Tests durchgeführt unter Verwendung des modifizierten
Werkzeugpickenaufbaus 12, um die Ausdrückkraft
zu bestimmen, die erforderlich ist, um den Aufbau 12 aus
einer „22 mm”-Bohrung herauszutreiben. Die Eindrückkraft
wurde nicht gemessen, da dann, wenn eine Vorkomprimierungsunterlegscheibe 50 verwendet
wird, die Eindrückkraft nicht nennenswert ist und die Einfachheit
des Wechsels der Werkzeugpickenaufbauten 12 nicht beeinträchtigt.
Beim Testen im stationären Zustand wurde die Ausdrückkraft
gegenüber der Verschiebung kontrolliert mit einer Rate
von 1 mm pro Sekunde aufgezeichnet und die Kraft wurde unter Verwendung
eines MTS 810 Systems gemessen und aufgezeichnet. Der modifizierte
Werkzeugpickenaufbau 12 umfasst eine konventionelle „19
mm”-Werkzeugpicke 16 und eine Adapterhülse 40 für
die Anpassung einer „19 mm”-Werkeugpicke 16 (bemessen
für eine 19 mm-Bohrung 62) so dass sie in einer „22
mm”-Bohrung 62 verwendet werden kann, wie es in 4b dargestellt
ist. Die Dicke der Adapterhülse 40 ist mit t1
bezeichnet. Für die getestete Adapterhülse 40 betrug
die Dicke t1 etwa 0,080'' (etwa 2,03 mm). Die Adapterhaltehülse 40 hat
einen unkomprimierten Durchmesser im Bereich von etwa 22,5 mm (etwa 0,887'')
bis etwa 23,9 mm (etwa 0,907''), so dass eine Kompression in einem
Bereich von etwa 0,2% bis etwa 2,5% des Durchmessers erforderlich
ist, um die Adapterhaltehülse 40 in eine „22
mm”-Bohrung 62 einzupassen. In einer Ausführungsform
hat die Adapterhaltehülse 40 einen unkomprimierten
Durchmesser von etwa 22,8 mm (etwa 0,897'') und wird damit um etwa
1,3% in ihrem Durchmesser komprimiert, damit die Adapterhaltehülse 40 in
eine „22 mm”-Bohrung 62 passt, und zwar
auf Basis einer absoluten Komprimierung hinsichtlich des Durchmessers
um etwa 0,3 mm (etwa 0,012''). Demnach lag der unkomprimierte Durchmesser
der getesteten Ausführungsform der Adapterhaltehülse 40 in
einem Bereich von etwa 1% bis nahezu etwa 6% und im Durchschnitt etwa
3% unterhalb des unkomprimierten Durchmessers einer „22
mm”-Haltehülse 140 und die sich daraus
ergebende absolute Komprimierung im Durchmesser der Adapterhaltehülse 40 betrug
nur etwa 30% der absoluten Durchmesserkomprimierung einer konventionellen „22
mm”-Haltehülse 140, um in eine „22
mm”-Porung 62 zu passen.
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Eine
Kurve der Ausdrückkraft im stationären Zustand
für den modifizierten Werkzeugpickenaufbau 12 ist
in 6 dargestellt, in welcher die Kraft (kN) über
der Strecke (mm) aufgetragen ist. Wie es aus der Kurve offensichtlich
ist, beträgt die axiale Länge der Adapterhülse 40 etwa
37 mm. Drei Ausdrückkurven sind gemeinsam dargestellt,
was zeigt, dass die Ausdrückkraft zwischen etwa 0,32 kN
(etwa 72 lbs.) und 0,40 kN (etwa 90 lbs.) beginnt und kontinuierlich
abnimmt, während der Kontaktflächenbereich zwischen
der Adapterhülse 40 und der Wand der Bohrung 62 abnimmt,
bis sie schließlich einen Wert zwischen etwa 0,08 kN (etwa
18 lbs.) und etwa 0,10 kN (etwa 23 lbs.) zu dem Zeitpunkt erreicht, wenn
der Werkzeugpickenaufbau 16 vollständig aus der
Bohrung 62 herausgedrückt ist.
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Die
Stoßkraft zum Herausdrücken wurde unter Verwendung
eines Impulskrafthammers Kistler Modell 9726A gemessen, um Stoßkräfte
auszuüben und zu messen, und der Ausgangswert des Impulskrafthammer
wurde in Realzeit (als Spannung über der Zeit) unter Verwendung
eines Picoskops aufgezeichnet. Die Ausgangsspannung wurde dann auf der
Basis der Kalibrierung des Impulskrafthammers in die entsprechenden
Kraftwerte umgewandelt. Für den modifizierten Werkzeugpickenaufbau 12 betrug die
maximal aufgezeichnete Impulskraft etwa 0,58 kN (etwa 130 lbs.)
oder etwa das 1,4-fache der maximalen Kraft im stationären
Zustand, welche für das Ausdrücken desselben modifizierten
Werkzeugpickenaufbaus 12 aus einer Bohrung 62 aufgezeichnet wurde.
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Demnach
war sowohl für die Tests im stationären Zustand
als auch für die Stoßbelastung des modifizierten
Werkzeugpickenaufbaus 12 einschließlich der dickerwandigen
Adapterhaltehülse 40, um zu ermöglichen,
dass eine „19 mm”-Werkzeugpicke 16 in
einer „22 mm”-Bohrung 62 gehalten werden
kann, die Ausdrückkraft vergleichbar mit und tatsächlich zwischen
etwa 7% und 10% geringer als die Ausdrückkraft für
einen „22 mm”-Pickenaufbau mit einer dünnerwandigen „22
mm”-komprimierbaren Haltehülse 140 zum
Halten einer „22 mm”-Werkzeugpicke 16 in
einer „22 mm”-Bohrung 62.
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Im
Ergebnis wird vorliegend eine Adapterhaltehülse 40 offenbart,
um zu ermöglichen, dass eine Werkzeugpicke 16,
die einen Schaft 28 hat, der für die Verwendung
in einer Bohrung 62 bemessen ist, welche einen ersten Durchmesser
(beispielsweise eine nominelle „19 mm”-Durchmesserbohrung)
hat, verwendet und gehalten wird in einer Bohrung 62, die einen
zweiten, größeren Durchmesser (beispielsweise
eine Bohrung mit einem nominellen „22 mm”-Durchmesser)
hat, ohne die Haltekraft zu beeinträchtigen und ohne die
Fähigkeit zu beeinträchtigen, die Werkzeugpicke 16 nach
Bedarf zu entfernen und auszutauschen.
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Auch
wenn die Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben worden ist, versteht es sich doch für Fachleute,
dass Ergänzungen, Auslassungen, Modifikationen und Austausche,
die nicht speziell beschrieben sind, vorgenommen werden können
ohne vom Geist und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie er
in den abhängigen Ansprüchen definiert ist, vorgenommen werden
können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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