DE102011054393A1

DE102011054393A1 - Schaftmeißel

Info

Publication number: DE102011054393A1
Application number: DE102011054393A
Authority: DE
Inventors: Markus Roth; Thomas Allgaier; Thomas Lehnert
Original assignee: Wirtgen GmbH; Betek GmbH and Co KG
Current assignee: Wirtgen GmbH; Betek GmbH and Co KG
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2013-04-11
Also published as: CN104024575B; WO2013053814A3; WO2013053814A2; CN104024575A; US9144922B2; US20140232172A1; EP2766570A2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schaftmeißel für eine Straßenfräsmaschine oder dergleichen mit einem Meißelkopf und einem Meißelschaft, wobei der Meißelschaft einen ersten zylindrischen Abschnitt aufweist, der mittelbar oder unmittelbar an den Meißelkopf anschließt, und wobei der Meißelschaft einen zweiten zylindrischen Abschnitt aufweist, der dem Meißelkopf abgekehrt mittelbar oder unmittelbar an den ersten zylindrischen Abschnitt anschließt, und wobei der Durchmesser des zweiten zylindrischen Abschnittes von dem Durchmesser des ersten zylindrischen Abschnittes abweicht. Bei einem solchen Schaftmeißel ergeben sich verbesserte Gebrauchseigenschaften dadurch, der erste zylindrische Abschnitt einen Durchmesser im Bereich zwischen 18 mm und 30 mm und eine Erstreckung in Richtung der Mittellängsachse des Meißelschafts kleiner als 30 mm aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaftmeißel für eine Straßenfräsmaschine oder dergleichen mit einem Meißelkopf und einem Meißelschaft, wobei der Meißelschaft einen ersten zylindrischen Abschnitt aufweist, der mittelbar oder unmittelbar an den Meißelkopf anschließt, und wobei der Meißelschaft einen zweiten zylindrischen Abschnitt aufweist, der dem Meißelkopf abgekehrt mittelbar oder unmittelbar an den ersten zylindrischen Abschnitt anschließt, und wobei der Durchmesser des zweiten zylindrischen Abschnittes von dem Durchmesser des ersten zylindrischen Abschnittes abweicht.
Solche Schaftmeißel sind beispielsweise aus der DE 33 07 895 A1 bekannt. Dabei ist der Meißelschaft als Stufenschaft ausgebildet, wobei zwei zylindrische Abschnitte unterschiedlichen Durchmessers vorgesehen sind. Der erste zylindrische Abschnitt schließt sich unmittelbar an den Meißelkopf an, und weist einen größeren Durchmesser als der zweite zylindrische Abschnitt auf. Der zweite zylindrische Abschnitt bildet dem Meißelkopf abgekehrt das längsseitige Ende des Meißelschaftes. Im Bereich des zweiten zylindrischen Abschnittes ist eine umlaufende Nut eingearbeitet, die einen Sicherungsring trägt. Mit dem Sicherungsring kann der Meißelschaft in einer Stufenbohrung eines Meißelhalters verklemmt werden. Dabei wird der Schaftmeißel in Achsrichtung unverlierbar, jedoch in Umfangsrichtung frei drehbar gehalten. Während des Betriebseinsatzes rotiert der Schaftmeißel um seine Mittellängsachse. Er schleift dabei mit seinem ersten zylindrischen Abschnitt an einer zugeordneten Innenfläche einer Aufnahmebohrung, wobei diese kontinuierlich aufgeweitet wird. Nach einer gewissen Einsatzdauer ist der Meißelhalter im Bereich der Aufnahmebohrung verschlissen und muss ausgetauscht werden.
Eine ähnliche Anordnung ist aus der DE 26 30 276 C2 bekannt.
Zur Vermeidung der Problematik eines schnellen Meißelhalter-Verschleißes ist man dazu übergegangen, Schaftmeißel mit aufgezogenen Spannhülsen zu verwenden, wie dies die WO 2009/003561 A1 zeigt. Dabei weist der Meißelschaft einen Aufnahmebereich auf, der eine zylindrische Spannhülse trägt. Die Spannhülse weist Halteelemente auf, die in eine umlaufende Nut des Meißelschaftes eingreifen. Auf diese Weise wird eine Drehlagerung geschaffen, bei der der Meißelschaft innerhalb der zylindrischen Spannhülse rotiert. Dadurch wird ein Kontakt des Schaftmeißels mit der Aufnahmebohrung des Meißelhalters vermieden, wodurch sich eine längere Standzeit des Meißelhalters erreichen lässt. Weiterhin ist eine Verschleißschutzscheibe vorgesehen, die im Bereich zwischen dem Meißelkopf und der Spannhülse für eine Abstützung des Meißelkopfes gegenüber dem Meißelhalter sorgt. Damit wird auch hier der Verschleiß zwischen dem Schaftmeißel und dem Meißelhalter minimiert. Für die Spannhülse und die Verschleißschutzscheibe ist ein zusätzlicher Teileaufwand erforderlich.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Schaftmeißel der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der sich durch verbesserte Verschleißeigenschaften auszeichnet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der erste zylindrische Abschnitt des Meißelschaftes einen Durchmesser im Bereich zwischen 18 mm und 30 mm und eine Erstreckung in Richtung der Mittellängsachse des Meißelschafts kleiner oder gleich 30 mm aufweist.
Es hat sich gezeigt, dass sich bei einer solchen Meißelgestaltung zum einen eine kippstabile Fixierung des Meißelschaftes in einer Aufnahmebohrung eines Meißelhalters erreichen lässt, wobei gleichzeitig ein Verschleiß zwischen dem Meißelschaft und der Aufnahmebohrung des Meißelhalters minimiert ist. Insbesondere dann, wenn der Meißelschaft an seinem längsseitigen Ende mit einem Sicherungselement in der Aufnahmebohrung fixiert ist, ergibt sich eine stabile Schaftführung. Während des Bearbeitungseingriffes wirken Kräfte schräg zur Mittellängsachse des Schaftmeißels. Dabei entsteht eine Lochleibung im Kontaktbereich des ersten zylindrischen Abschnittes mit der Aufnahmebohrung. Bei der erfindungsgemäßen Dimensionierung des ersten zylindrischen Abschnittes ist diese Lochleibung derart optimiert, dass die anstehenden Flächenpressungen zuverlässig übertragen werden können, und gleichzeitig ein minimaler Reibungsverschleiß entsteht. Insbesondere eignet sich die erfindungsgemäße Gestaltung des Meißelschaftes auch für den Einsatz in Verbindung mit einer Hartstoffhülse, beispielsweise Hartmetallhülse, die im Meißelhalter die Aufnahmebohrung bildet.
Gemäß einer bevorzugten Erfindungsausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass der zweite zylindrische Abschnitt einen Durchmesser im Bereich zwischen 14 mm und 25 mm aufweist. Dieser zylindrische Bereich ist dann materialoptimiert ausgelegt und kann die auftretenden Belastungen zuverlässig ableiten. Darüber hinaus ist der Durchmessersprung zum ersten zylindrischen Abschnitt dabei dann derart ausgelegt, dass keine zu hohen Kernspannungen auftreten.
Besonders bevorzugt weist der zweite zylindrische Abschnitt in Richtung der Mittellängsachse des Meißelschaftes eine Erstreckung im Bereich zwischen 10 mm und 40 mm auf. Hierdurch wird zum einen eine ausreichende kippstabile Fixierung des Meißelschaftes und zum anderen eine geringe Gesamtbauhöhe des Schaftmeißels möglich.
Eine weiterhin festigkeitsoptimierte Auslegung des Meißelschaftes wird dann erreicht, wenn vorgesehen ist, dass das Durchmesserverhältnis: Durchmesser des ersten zylindrischen Abschnittes zu dem Durchmesser des zweiten zylindrischen Abschnittes im Bereich zwischen 1,1 und 2,5 beträgt.
Ein Schaftmeißel nach der Erfindung kann dadurch gekennzeichnet sein, dass der Meißelkopf einen Stützabschnitt mit einer ringförmig umlaufenden Stützfläche aufweist, und dass der Außendurchmesser der Stützfläche im Bereich zwischen 30 mm und 60 mm beträgt. Bei einer solchen Gestaltung kann der Meißelkopf stabil auf einer Auflagefläche des Meißelhalters flächig abgestützt werden. Diese Dimensionierung der Stützfläche gewährleistet in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Dimensionierung des ersten und zweiten zylindrischen Abschnittes eine belastungsoptimierte Werkzeugkonstruktion, wobei insbesondere bei allen anstehenden Aufgaben im Straßenfräsbereich die Belastungskräfte hauptsächlich über die Stützfläche in den Meißelhalter eingeleitet werden, und eine Querbelastung des Meißelschaftes innerhalb der Aufnahmebohrung minimiert ist.
Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn vorgesehen ist, dass das Verhältnis des Außendurchmessers der Stützfläche zu dem Durchmesser des ersten zylindrischen Abschnittes im Bereich zwischen 1,6 und 3,3 beträgt, und/oder dass das Verhältnis des Außendurchmessers der Stützfläche zu dem Durchmesser des zweiten zylindrischen Abschnittes im Bereich zwischen 2 und 4,2 beträgt.
Um eine Fixierung des Schaftmeißels auf einfache Weise erreichen zu können, ist es gemäß einer Erfindungsvariante vorgesehen, dass der Meißelschaft an seinem dem Meißelkopf abgewandten Ende in einer Sicherungsaufnahme ein geschlitztes, spannbares Sicherungselement trägt. Das Sicherungselement kann beim Einsetzen des Schaftmeißels radial nach innen komprimiert werden, wodurch es eine Spreizkraft in der Aufnahmebohrung erzeugt. Hierdurch wird insbesondere auch eine einfache Montage möglich.
Zudem kann es dabei vorgesehen sein, dass das Sicherungselement in seinem entspannten Zustand einen Außendurchmesser aufweist, und dass die Differenz zwischen diesem Außendurchmesser und dem Durchmesser des zweiten zylindrischen Abschnittes im Bereich zwischen ≥ 0,05 mm und/oder ≤ 10 mm beträgt. Hierbei wird eine ausreichend hohe Spannkraft erzeugt, wobei das Sicherungselement aus Gründen der Materialeinsparung eine geringe Erstreckung in Achsrichtung des Schaftmeißels aufweisen kann. Bei Durchmesserdifferenzen ≥ 0,05 mm kann eine gerade noch ausreichende Minimalspannkraft bei Einsätzen mit geringen Belastungen erreicht werden. Durchmesserdifferenzen, die eher in Bereich ≤ 10 mm orientiert werden, erzeugen hohe Spannkräfte für anspruchsvolle Belastungen beispielsweise beim Surface-mining.
Vorzugsweise weist das Sicherungselement eine ringförmige Gestalt auf, die eine teilzylindrische Lageraufnahme bildet. Diese Lageraufnahme arbeitet mit einer zylindrischen Umfangsfläche des Meißelschaftes zur Bildung eins Lagers zusammen. Um eine einfache Montage des Sicherungselementes erreichen zu können, kann es vorgesehen sein, dass die Einführöffnung von zwei Rändern begrenzt ist, und dass die Ränder der Lageraufnahme abgewandt in abgewinkelte Einführfasen übergehen.
Mittels der Einführfasen kann das Sicherungselement auf den Meißelschaft aufgefädelt werden, wobei es sich im Bereich der Einführfase dann radial aufweitet und anschließend auf den Meißelschaft aufrastet.
Eine denkbare Erfindungsvariante ist dergestalt, dass das Sicherungselement einen Spannteil aufweist, der radial außenseitig mit wenigstens einer Ausnehmung versehen ist. Die Ausnehmung bildet eine Querschnittsschwächung des Spannteils und reduziert dabei die Spannkraft des Spannteiles, sodass gezielt die Spannkraft für den Anwendungsfall eingestellt ist. Darüber hinaus schaffen die Ausnehmungen radial außenseitig Kanten am Sicherungselement, die sich dann krallenartig an der Innenwandung der Aufnahmebohrung des Meißelhalters verspannen können. Hierdurch wird eine sichere Befestigung des Schaftmeißels auf einfache Weise erreicht.
Denkbar ist es auch, dass das Sicherungselement einen Spannteil aufweist, der mit einem Befestigungsabschnitt ausgestattet ist, und dass mittels des Befestigungsabschnittes der Querschnitt des Spannteils in Richtung der Mittellängsachse verringert ist, oder dass das Spannteil an seinem radial äußeren Bereich abgewinkelt ist. Auf diese Weise wird ebenfalls eine Reduzierung der Spannkraft des Sicherungselementes möglich. Darüber hinaus kann mit der radial außenseitigen Abwinklung eine Einführfase gebildet werden, die die Montage im rauen Baustellenbetrieb erleichtert. Beim Einschieben des Schaftmeißels trifft der abgewinkelte Bereich auf eine Gegenfläche des Meißelhalters im Bereich der Aufnahmebohrung. Aufgrund der Abwicklung wird der Sicherungsring radial nach innen ausgelenkt und kann in den korrespondierenden Bohrungsbereich eingeschoben werden.
Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn vorgesehen ist, dass die Ausnehmungen tiefer in das Spannteil radial hinein eingetieft sind, als sich der Befestigungsabschnitt in diese Radialrichtung erstreckt. Die Ausnehmungen trennen dann einzelne Fixierbereiche ab, die von dem Befestigungsabschnitt gebildet werden, und reduzieren zudem auch die Spannkraft des Sicherungselementes, in dem an den Befestigungsabschnitt anschließenden Bereich.
Besonders bevorzugt weist das Sicherungselement an seinem Außenumfang konvexe Bogenabschnitte auf. Diese bilden Anlagebereiche, die eine zuverlässige Fixierung garantieren, auch dann, wenn beispielsweise die Aufnahmebohrung teilverschlissen ist.
Um eine ausreichend stabile Fixierung des Meißelschaftes erreichen zu können, sollte der erfindungsgemäße Schaftmeißel derart sein, dass die Sicherungsaufnahme im Bereich von 15 mm und 50 mm von der Stützfläche des Meißelkopfes beabstandet angeordnet ist.
Vorzugsweise weist das das Sicherungselement zwei zueinander parallele Begrenzungsflächen aufweist, die in Richtung der Mittellängsachse des Meißelschaftes zueinander beabstandet angeordnet sind. Dann kann das Sicherungselement in einer umlaufenden Nut des Meißelschaftes als Lagerelement positioniert werden, wobei zwischen dem Sicherungselement und dem Meißelschaft dann die Drehlagerung gebildet ist.
Das Sicherungselement sollte in der Sicherungsaufnahme ein Axialspiel in Richtung der Mittellängsachse des Meißelschaftes von ≤ 2 mm haben. Dann wird ein zu starkes Abheben des Meißelkopfes von dem Meißelhalter unterbunden. Über das Axialspiel wird zudem ein Pumpeffekt erreicht, mit dem eventuell eingetretenes Abraummaterial zwischen dem Meißelhalter und dem Meißelschaft ausgefördert werden kann. Besonders bevorzugt ist aber das Axialspiel ≤ 1 mm gewählt, um während des Arbeitseinsatzes nicht zu starke Impulse in den Meißel zu induzieren, sodass die Kräfte am Sicherungselement dabei klein gehalten werden.
Das Radialspiel des Sicherungselementes im entspannten Zustand in der Sicherungsaufnahme in Richtung senkrecht zur Mittellängsachse des Meißelschaftes sollte im Bereich zwischen 4,5 mm und 9 mm liegen. Dann kann das Sicherungselement ausreichend stark komprimiert werden, um auch ggf. Maßschwankungen hinsichtlich des Innendurchmessers der Aufnahmebohrung ausgleichen zu können.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Schaftmeißel in Seitenansicht und teilweise im Schnitt;
2 in Seitenansicht eine Kombination bestehend aus einem Meißelhalter und dem in 1 gezeigten Schaftmeißel;
3 ein Detail der Darstellung gemäß 2 im Vertikalschnitt;
4 ein Sicherungselement in Draufsicht;
5 das Sicherungselement gemäß 4 in Seitenansicht und im Schnitt V-V gemäß 4;
6 das Sicherungselement gemäß den 4 und 5 in perspektivischer Darstellung;
7 eine weitere Ausgestaltungsvariante eines Sicherungselementes in Draufsicht;
8 das Sicherungselement gemäß 7 entlang dem in 7 mit VIII-VIII markierten Schnittverlauf;
9 und 10 das Sicherungselement gemäß den 7 und 8 in Perspektive; und
11 einen Einsatz zur Montage in den Meißelhalter gemäß den 2 und 3 in Seitenansicht und im Vertikalschnitt.
1 zeigt einen Schaftmeißel 10 mit einem Meißelschaft 11 und einem daran angeformten Meißelkopf 12. Der Meißelschaft 11 ist als Stufenschaft ausgebildet, und weist einen ersten zylindrischen Abschnitt 11.1 auf, der über einen stumpfkegelförmigen Übergangsabschnitt 11.2 in einen zweiten zylindrischen Abschnitt 11.3 übergeht. Im Bereich des zweiten zylindrischen Abschnittes 11.3 ist eine Sicherungsaufnahme 11.4 in Form einer umlaufenden Nut vorgesehen. Endseitig ist diese Sicherungsaufnahme 11.4 von einem Bund 11.5 begrenzt. Der erste zylindrische Abschnitt 11.1 schließt über einen Rundungsübergang unmittelbar an eine Stützfläche 12.5 des Meißelkopfes 12 an. Die Stützfläche 12.5 ist dabei ringförmig ausgebildet und wird von einem bundförmigen Stützabschnitt 12.1 gebildet. Der Meißelkopf 12 geht ausgehend von dem Stützabschnitt 12.1 über eine Verjüngung 12.2 mit konkaver Geometrie in eine Ableitfläche 12.3 über. Die Ableitfläche 12.3 ist vorliegend stumpfkegelförmig ausgebildet, kann aber auch beispielsweise zylindrisch oder konkav gestaltet sein. An seinem, dem Meißelschaft 11 abgewandten, Ende trägt der Meißelkopf 12 ein Schneidelement 13 in einer Schneidelement-Aufnahme 12.4. Das Schneidelement 13 besteht aus einem Hartwerkstoff, beispielsweise aus Hartmetall, und ist in die Schneidelement-Aufnahme 12.4 eingelötet.
In 1 sind die Bauteilerstreckungen des Schaftmeißels 10 in Richtung der Mittellängsachse M des Schaftmeißels 10 aufgetragen. Im Einzelnen weist der Meißelkopf 12 inklusive dem Schneidelement 13 eine Kopflänge A auf, die im Bereich zwischen 35 mm und 60 mm liegt. Der erste zylindrische Abschnitt 11.1 weist eine Erstreckung B in Richtung der Mittellängsachse M des Meißelschaftes ≤ 30 mm auf. Vorliegend ist eine Erstreckung von 15 mm gewählt. Die Länge des Übergangsabschnittes ist mit C markiert, und sollte < 10 mm betragen. Vorliegend ist eine Erstreckung von ca. 3 mm gewählt. Die Länge des zweiten zylindrischen Abschnittes 11.3 ist mit D aufgetragen, und weist eine Erstreckung in Richtung der Mittellängsachse M im Bereich zwischen 10 und 40 mm auf. Die Länge des Endabschnittes E, umfassend die Sicherungsaufnahme 11.4 und den Bund 11.5, sollte minimal 3 mm betragen. Vorliegend ist ein Maß von 7 mm gewählt, wobei die Nutbreite F der Sicherungsaufnahme 11.4 ca. 3 mm beträgt.
In der 1 ist weiterhin der Außendurchmesser a der Stützfläche 12.5, der Durchmesser b des ersten zylindrischen Abschnittes 11.1 und der Durchmesser c des zweiten zylindrischen Abschnittes 11.3 vermaßt. Dabei beträgt der Durchmesser b des ersten zylindrischen Abschnitte 11.1 im Bereich zwischen 18 mm und 30 mm. Der Durchmesser c des zweiten zylindrischen Abschnittes 11.3 ist im Bereich zwischen 14 mm und 25 mm gewählt. Der Außendurchmesser a der Stützfläche 12.5 beträgt vorliegend zwischen 30 mm und 46 mm, und ist besonders bevorzugt im Bereich zwischen 40 mm und 44 mm gewählt.
In 2 ist ein Meißelhalter 40 gezeigt, der zur Aufnahme des Schaftmeißels 10 gemäß 1 Verwendung findet. Der Meißelhalter 40 weist einen Basisteil auf, an den ein Ansatz 41 und ein Steckansatz 42 einteilig angeformt sind. Wie 2 zeigt, ist der Ansatz 41 mit einer zylindrischen Innenaufnahme 44 versehen, in die ein Einsatz 20, bestehend aus Hartwerkstoff, insbesondere aus Hartmetall, eingesetzt ist. Der Einsatz 20 ist in Form einer Buchse ausgebildet, und weist eine zylindrische Außengeometrie auf, die derart auf den Innendurchmesser der Innenaufnahme 44 angepasst ist, dass sich bei der Montage des Einsatzes 20 in den Meißelhalter 40 ein Presssitz ergibt (Übermaßpassung). Der Einsatz 20 weist eine gestufte Bohrung auf, die einen ersten Durchmesserbereich 21 und einen zweiten Durchmesserbereich 23 aufweist. Die beiden Durchmesserbereiche 21, 23 sind über eine Verjüngung 22 ineinander übergeführt. Die Verjüngung 22 weist dabei eine stumpfkegelförmige Geometrie auf.
In 11 ist die Gestaltung des Einsatzes 20 näher detailliert. Wie diese Zeichnung zeigt, wird die Außengeometrie des Einsatzes 20 von einer Passfläche 24 gebildet, die, wie vorstehend beschrieben, mit der Innenaufnahme 44 einen Passsitz bildet. Quer zur Mittellängsachse des Einsatzes 20 besitzt der Einsatz 20 eine untere Stoßfläche 25, die im montierten Zustand an einer Gegenfläche der Innenaufnahme 44 anschlägt, wie dies 3 zeigt. Dadurch wird eine exakte Zuordnung des Einsatzes 20 zu dem Meißelhalter 40 ermöglicht. Der Einsatz 20 schließt dabei, der Stoßfläche 25 abgewandt, mit einer Auflagefläche 26 bündig an eine angrenzende Stirnfläche des Meißelhalters 40 an, wie dies 3 ebenfalls veranschaulicht. Der erste Durchmesserbereich 21 des Einsatzes 20 weist einen Durchmesser b' auf, und der zweite Durchmesserbereich 23 einen Durchmesser c'. Dabei sind die Durchmesser b' und c' angepasst auf die Durchmesser b und c des ersten bzw. zweiten zylindrischen Abschnittes 11.1 bzw. 11.3 des Meißelschaftes 22 ausgelegt. Hierbei wird mit geringem Spiel die Zuordnung des Schaftmeißels 10 zu dem Einsatz 20 derart gewährleistet, dass der Schaftmeißel 10 frei drehbar um seine Mittellängsachse M bleibt. Die Erstreckung des ersten Durchmesserbereiches 21 in Richtung der Mittellängsachse M beträgt B', wobei, wie 3 deutlich erkennen lässt, diese Erstreckung B' größer ist als die Erstreckung b des ersten zylindrischen Abschnittes 11.1.
Die Erstreckung des zweiten Durchmesserbereiches 23 ist in 7 mit D' und die Erstreckung des Verjüngungsbereiches mit C' markiert. Dabei ist die Erstreckung D' so gewählt, dass der Meißelschaft 11 vollständig innerhalb des Einsatzes 20 aufgenommen ist, wie 3 erkennen lässt.
Wie vorstehend erwähnt wurde, ist im Bereich des Meißelschaftes 11 eine Sicherungsaufnahme 11.4 in Form einer umlaufenden Nut vorgesehen. In dieser Nut ist ein Sicherungselement 30 aufgenommen, das in den 4 bis 6 näher detailliert ist. Wie diese Zeichnungen zeigen, besitzt das Sicherungselement 30 einen teilringförmig umlaufenden Spannteil 32, an den sich radial außenliegend der Befestigungsabschnitt 33 anschließt, der vorliegend in Form einer Fase als Querschnittsreduzierung ausgebildet ist. Die Querschnittsreduzierung ist von Ausnehmungen 34 unterbrochen, wobei die Ausnehmungen 34 sich bis hinein in den Spannteil 32 erstrecken. Auf diese Weise sind krallenförmige, zueinander beabstandete, radial außenliegende Halteabschnitte 39 in Form von Bogenbereichen gebildet. Diese konvexen Bogenbereiche dienen zur Verspannung des Sicherungselementes 30 in dem zweiten Durchmesserbereich 23 des Einsatzes 20, wie 3 zeigt. Der Spannteil 32 umgibt eine Lageraufnahme 31, die zusammen mit dem Nutgrund der Sicherungsaufnahme 11.4 ein Drehlager bildet. Diese Lageraufnahme 31 mündet in einen Schlitz, der eine Einführöffnung 36 bildet. Dabei wird die Einführöffnung 36 von zwei Rändern 35 begrenzt, die in Einführfasen 37 münden. Dabei sind die Einführfasen 37 so angeordnet, dass sie die Einführöffnung 36 erweitern.
Wie 5 erkennen lässt, weist die Lageraufnahme 31 einen Innendurchmesser 38.1 auf, und der Befestigungsabschnitt 33 definiert einen Außendurchmesser 38.2. Das Sicherungselement 30 weist eine Gesamthöhe 38.4, die kleiner ist als die Breite der nutförmigen Sicherungsaufnahme 11.4. Der Befestigungsabschnitt 33 erstreckt sich über eine Abschnittshöhe 38.5 und legt einen Neigungswinkel β fest.
In den 7 bis 10 ist eine weitere Ausgestaltungsvariante eines Sicherungselementes 30 gezeigt. In diesen Figuren verweisen gleiche Bezugszeichen auf entsprechende, bereits mit Bezug auf die 4 bis 6 beschriebene Elemente, und es kann zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen werden. Das Sicherungselement 30 weist wieder eine Lageraufnahme 31 auf, die über eine Einführöffnung 36 radial zugänglich ist. Die Einführöffnung 36 ist mit einem Rand 35 begrenzt, wobei der Rand 35 in Einführfasen 37 übergeht. Im Unterschied zu der Ausgestaltung nach den 4 bis 6 ist das Sicherungselement 30 in Form eines Stanz-Biegeteils gefertigt, bei dem für die Ausbildung des gegenüber dem Spannteils 32 abgewinkelten Befestigungsabschnittes 33 keine spanende Bearbeitung oder dergleichen Umformarbeit erforderlich ist. Dementsprechend wird zur Fertigung des Sicherungselementes 30 zunächst ein scheibenförmiger Querschnitt ausgestanzt, und dieser dann in der in 8 ersichtlichen Gestaltung in einem Biegeschritt verformt.
Wie 8 erkennen lässt, ist der Außendurchmesser des Sicherungselementes 30 konzentrisch zu der die Lageraufnahme 31 bildenden Wand (Innendurchmesser 38.1) angeordnet. Zur Erreichung dieser Konzentrität kann die Außenkontur des Sicherungselementes 30 entweder nachbearbeitet werden oder es wird die Stanzmatritze bereits so ausgestaltet, dass nach dem abschließenden Biegeschritt die Konzentrität erreicht ist.
8 lässt weiter erkennen, dass die Dicke d des Sicherungselementes 30 sowohl im Bereich des Spannteils 32 als auch im Bereich des Befestigungsabschnittes 33 in etwa gleich gewählt ist. Der Befestigungsabschnitt 33 bildet an seiner Unterseite eine konvexe Wölbung mit dem Radius R, sodass sich eine gegenüber der Mittellängsachse des Sicherungselementes 30 geneigte Fläche ergibt, die eine Montage des Sicherungselementes 30 in dem Einsatz 20 des Meißelhalters 40 erleichtert, wie dies nachstehend noch näher erläutert wird.
Im Bereich seiner Oberseite ist das Sicherungselement 30 konkav eingewölbt. Auf diese Weise entstehen linienförmige oder schmale bandförmige Auflagebereiche 38.7, die zum besseren Rotationsverhalten des Sicherungselementes 30 gegenüber dem Schaftmeißel 10 dienen, wie dies nachstehend noch näher erläutert wird. Die Ausnehmungen 34 sind wieder teilkreisförmig in den Befestigungsabschnitt 33 eingearbeitet und erstrecken sich dabei in den Bereich des Spannteils 32.
Zur Montage des Sicherungselementes 30 auf dem Schaftmeißel 10 wird dieses mit den Einführfasen 37 zunächst auf den Nutgrund der Sicherungsaufnahme 11.4 aufgesetzt. Anschließend kann durch einen radialen Druck der Meißelschaft 11 mit in die Lageraufnahme 31 hineingeschoben werden, wobei dann die Drehlagerung zwischen dem Nutgrund der Sicherungsaufnahme 11.4 und der Lageraufnahme 31 gebildet ist. Beim Einschieben des Meißelschaftes 11 weitet sich das Sicherungselement 30 radial auf, und nachdem der Meißelschaft 11 die Ränder 35 passiert hat, schnappt das Sicherungselement 30 wieder in seine Ursprungsform zurück, sodass der Meißelschaft 11 in der Lageraufnahme 31 einrastet. Auf diese Weise wird eine unverlierbare Verbindung des Sicherungselementes 30 mit dem Schaftmeißel 10 erreicht. Die Einheit bestehend aus Schaftmeißel 10 und Sicherungselement 30 kann nun in den Einsatz 20 des Meißelhalters 40 eingeschoben werden. Hierzu wird die zum freien Ende des Meißelschaftes 11 weisende Befestigungsabschnitt 33 an die Verjüngung 22 angesetzt. Aufgrund der geneigten Ausführung des Befestigungsabschnittes 33 wird beim Einschieben des Schaftmeißels 10 das Sicherungselement 30 radial nach innen komprimiert, und kann so in den zweiten Durchmesserbereich 23 eingeschoben werden. Hierbei verspannt sich das Sicherungselement 30 an der Innenwandung des zweiten Durchmesserbereiches 23. Die Verformung des Sicherungselementes 30 ist derart, dass die freie Drehbarkeit des Meißelschaftes 11 erhalten bleibt. Das Sicherungselement 30 stützt sich mit seinen Halteabschnitten 39 im Bereich des Befestigungsabschnittes 33 zuverlässig in dem zweiten Durchmesserbereich 23 ab. Die Einsetzbewegung des Schaftmeißels 10 in den Einsatz 20 wird mit der Stützfläche 12.5 des Meißelkopfes 12 begrenzt. Diese schlägt an der Auflagefläche 26 des Einsatzes 20 an, wie dies die 3 zeigt.
Während des Betriebseinsatzes dreht sich der Schaftmeißel 10 in der Lageraufnahme 31. Dabei schleift der Meißelkopf 12 mit seiner Stützfläche 12.5 auf der Auflagefläche 26 des Einsatzes 20. Da der Einsatz 20 aus einem Hartwerkstoff besteht, und der Meißelkopf aus einem relativ dazu weicheren Material gefertigt ist, entsteht am Meißelhalter 40 kein bzw. nur geringer Verschleiß. Zudem gleitet der Meißelschaft 11 mit seinem ersten zylindrischen Abschnitt 11.1 an der zugeordneten Innenfläche des ersten Durchmesserbereiches 21. Da der Einsatz 20 auch hier aus einem Hartwerkstoff und der Meißelschaft 11 aus einem weicheren Werkstoff bestehen, wird nur ein geringer Verschleiß des Einsatzes 20 und damit des Meißelhalters 40 bewirkt.
Das Sicherungselement 30 gemäß den 7 bis 10 stützt sich mit seinen Auflagebereichen 38.6 und 38.7 linienförmig oder ringförmig mit geringer Radialerstreckung gegenüber den Nutwänden der Sicherungsaufnahme 11.4 ab, wodurch ein gutes Drehverhalten erreicht ist.
Nachdem der Schaftmeißel 10 verschlissen ist, kann er demontiert werden. Hierzu wird mittels eines geeigneten Austreibwerkzeuges eine Austreibkraft in das freie Ende des Meißelschaftes 11 im Bereich des Bundes 11.5 eingebracht. Dabei schiebt sich der Schaftmeißel 10 mit seinem Sicherungselement 30 über den zweiten Durchmesserbereich 23, bis es im Bereich des ersten Durchmesserbereiches 21 radial auffedert. Dann kann der Schaftmeißel 10 frei entnommen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3307895 A1 [0002]
DE 2630276 C2 [0003]
WO 2009/003561 A1 [0004]

Claims

Schaftmeißel für eine Straßenfräsmaschine oder dergleichen mit einem Meißelkopf (12) und einem Meißelschaft (11), wobei der Meißelschaft (11) einen ersten zylindrischen Abschnitt (11.1) aufweist, der mittelbar oder unmittelbar an den Meißelkopf (12) anschließt, und wobei der Meißelschaft (11) einen zweiten zylindrischen Abschnitt (11.3) aufweist, der dem Meißelkopf (12) abgekehrt mittelbar oder unmittelbar an den ersten zylindrischen Abschnitt (11.1) anschließt, und wobei der Durchmesser (c) des zweiten zylindrischen Abschnittes (11.3) von dem Durchmesser (b) des ersten zylindrischen Abschnittes (11.1) abweicht, dadurch gekennzeichnet, dass der erste zylindrische Abschnitt (11.1) einen Durchmesser (b) im Bereich zwischen 18 mm und 30 mm und eine Erstreckung (B) in Richtung der Mittellängsachse (M) des Meißelschafts (11) kleiner oder gleich 30 mm aufweist.
Schaftmeißel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite zylindrische Abschnitt (11.3) einen Durchmesser (c) im Bereich zwischen 14 mm und 25 mm aufweist.
Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite zylindrische Abschnitt (11.3) in Richtung der Mittellängsachse (M) des Meißelschaftes (11) eine Erstreckung (D) im Bereich zwischen 10 mm und 40 mm aufweist.
Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchmesserverhältnis Durchmesser (b) des ersten zylindrischen Abschnittes (11.1) zu dem Durchmesser (c) des zweiten zylindrischen Abschnittes (11.3) im Bereich zwischen 1,1 und 2,5 beträgt.
Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Meißelkopf (12) einen Stützabschnitt (12.1) mit einer ringförmig umlaufenden Stützfläche (12.5) aufweist, und dass der Außendurchmesser (a) der Stützfläche (12.5) im Bereich zwischen 30 mm und 60 mm beträgt.
Schaftmeißel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Außendurchmessers (a) der Stützfläche (12.5) zu dem Durchmesser (b) des ersten zylindrischen Abschnittes (11.1) im Bereich zwischen 1,6 und 3,3 beträgt, und/oder dass das Verhältnis des Außendurchmessers (a) der Stützfläche (12.5) zu dem Durchmesser (c) des zweiten zylindrischen Abschnittes (11.3) im Bereich zwischen 2 und 4,2 beträgt.
Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Meißelschaft (11) an seinem dem Meißelkopf (12) abgewandten Ende in einer Sicherungsaufnahme (11.4) ein geschlitztes, spannbares Sicherungselement (30) trägt.
Schaftmeißel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (30) in seinem entspannten Zustand einen Außendurchmesser (38.2) aufweist, und dass die Differenz zwischen dem Außendurchmesser (38.2) und dem Durchmesser (c) des zweiten zylindrischen Abschnittes (11.3) ≥ 0,05 mm und/oder ≤ 10 mm beträgt.
Schaftmeißel nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (30) eine ringförmige Gestalt aufweist, die eine teilzylindrische Lageraufnahme (31) bildet, und dass eine Einführöffnung (36) radialen Zugang zu der Lageraufnahme (31) schafft.
Schaftmeißel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführöffnung (36) von zwei Rändern (35) begrenzt ist, und dass die Ränder (35) der Lageraufnahme (31) abgewandt in abgewinkelte Einführfasen (37) übergehen.
Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (30) einen Spannteil (32) aufweist, der radial außenseitig mit wenigstens einer Ausnehmung (34) versehen ist.
Schaftmeißel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (34) teilkreisförmig aus dem Spannteil (32) ausgenommen sind.
Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (30) einen Spannteil (32) aufweist, der mit einem Befestigungsabschnitt (33) ausgestattet ist, und dass mittels des Befestigungsabschnittes (33) der Querschnitt des Spannteils (32) in Richtung der Mittellängsachse (M) verringert ist, oder dass das Spannteil (32) an seinem radial äußeren Bereich abgewinkelt ist.
Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (34) tiefer in das Spannteil (32) radial hinein eingetieft sind, als sich der Befestigungsabschnitt (33) in diese Radialrichtung erstreckt.
Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (30) an seinem Außenumfang konvexe Bogenabschnitte (39) bildet.
Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsaufnahme (11.4) im Bereich von 15 mm und 50 mm von der Stützfläche (12.5) des Meißelkopfes (12) beabstandet angeordnet ist.
Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (30) zwei zueinander parallele Begrenzungsflächen (38.6, 38.7) aufweist, die in Richtung der Mittellängsachse (M) des Meißelschaftes (11) zueinander beabstandet angeordnet sind.
Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (30) in der Sicherungsaufnahme (11.4) ein Axialspiel in Richtung der Mittellängsachse (M) des Meißelschaftes (11) von ≤ 2 mm, vorzugsweise ≤ 1 mm, hat.
Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (30) in der Sicherungsaufnahme (11.4) ein Radialspiel in Richtung senkrecht zur Mittellängsachse (M) des Meißelschaftes (11) im Bereich zwischen 4,5 mm und 9 mm hat.