..-..a_. Meißelartige Schneide für Grab-, Schneid-Ladegeräte Gezähnte
und glatte Schneiden für Erdbewegungs- und Ladegeräte, z.B. Bagger, Planierraupen,
Greifer, Schrapperkästen, sind bekanntermaßen so gestaltet, daß sie leicht ausgewechselt
werden können. Dies ist erforderlich, da sie bei den mit ihnen, durchgeführten Arbeiten
mehr oder weniger schnell verschleißen. Je stumpfer jedoch die Schneiden werden,
desto größer wird der Bedarf an Antriebsleistung, um die gleiche Grab- oder Ladeleistung
zu erzielen. Da sich die Antriebsleistung aber nicht beliebig steigern läßt, sondern
durch die Antriebsmaschine des Gerätes vorgegeben ist, müssen schließlich die Schneiden
ausgewechselt werden. Um die Standzeiten der Schneiden zu erhöhen, ist e; bekannt,
verschleißfeste Werkstoffe zur ächneidenherstellung zu verwenden. Da dies jedoch
nur geringe Vorteile bringt, hat man auch schon versucht, die Standzeit durch Best;jcken
der Schneiden mit gesinterten Hartmetallen zu verlängern. Dies hat sich aber wegen
der hohen Kosten, der Empfindlichkeit gegen Schlag und Stoß und 'wegen des Verschleißes,
der an dem die Hartmetallplatte umgebenden Schneidenwerkstoff auftritt, nur in Einzelfällen
als z,wecltiiiäßi[z, und durchführbar erwiesen. " Bei den heute gebräuchlichen Schneiden
werden die Standzeiten durch Aufschweißen von stabförmigem Material, in das zu Körnern
gebrochenes gegossenes Wolframkarbid eingelagert ist, heraufgesetzt. Dabei ist jedoch
die Dicke der aufzubringenden Schicht dadurch begrenzt, daß die dünnen, zwischen
den einzelnen ',1-örnern liegenden Lamellen der Trägermasse die mit zunehmender
Schichtdicke ebenfalls wachsenden Scheerkräfte und Momente nicht mehr aufnehmen
können und daher Ausbrüche an der aufgeschweißten Schicht auftreten. Außerdem bewirken
die örtliche Erwärmung und die schnelle Abkühlung beim Schweißen eine starke Rißempfindlichkeit
des Schneidenwerkstoffes.
Eine meißelartige Schneide der eingangs
beschriebenen Art, an der neben dem Keilwinkel beim Arbeiten ein Freiwinkel und
ein Spanwinkel vorhanden sind, verschleißt im wesentlichen parallel zur von ihr
erzeugten Schnittfläche (sog. Freiflächenverschleiß). Die oben erwähnte Auftragschweißung
erfolgt auf der Spanfläche, um ein Abscheren oder Ausbrechen des aufgeschweißten
Werkstoffes zu vermeiden, was bei einer Beschichtung der Freifläche sehr leicht
möglich wäre, während bei der üblichen Ausführung der aufgetragene Werkstoff durch
das von der Schneide abgelöste Material selbst immer wieder auf die abstützende
Spanfläche gedrückt wird. Der Verschleiß äm der Schneide wird durch diese Maßnahme
allerdings nur in geringem Umfang verhindert, da der das aufgeschweißte Hartmetall
tragende Schneidenwerkstoff unter diesem verschleißt unc der aufgetragene Werkstoff,
seiner Unterlage beraubt, schließlich doch ausbricht. Die Schneide wird also stumpf.
Die Erfindung bezweckt, auf einfache und billige Weise eine Schneide der eingangs
beschriebenen Art zu schaffen, deren Standzeit wesentlich großer ist als die der
bekannten Ausfi.ihrungen. Sie besteht darin, daß in eine meißelartige Schneide für
Grab-, Schneid- und Ladegeräte Körner oder Splitter aus mindestens einem Werkstoff,
beispielsweise hochschmelzendem Metallkarbid, eingelagert sind, der verschleißfest
ist als der Schneidenwerkstoff. Die Erfindung kann bei Baggerlöffeln, Planiergeräten,
Greifern, Kohlenhobeln, Schürfeimern und anderen Geräten und i.-Jaschinen angewandt
werden. Durch die Erfindung wird es ermöglicht, die Schneide in der gewünschten
Stärke zu panzern. Außerdem ist es möglich, sie an den besonders starkem Verschleiß
ausgesetzten Stellen entsprechend stärker gegen diesen zu schützen. Dies wird dadurch
erreicht, daß die Konzentration der Körner oder Splitter innerhalb des Schneidenkörpers
unterschiedlich groß ist. So können die Körner oder Splitter hauptsächlich an der
Schneidenvorderkante, an der Freifläche, an der Spanfläche oder an der Freifläche
und der Spanfläche angeordnet sein.
Eine Schneide nach der Erfindung
kann durch die Einlae,erungen so verstärkt werden, daß sie nicht mehr parallel zu
der von ihr erzeugten Schnittfläche verschleißt. Der Verschleiß kann vielmehr so
gesteuert werden, daß die Schneide immer scharf und der Freiwinkel erhalten bleibt.
Befinden sich die Einlagerungen, wie Fig. 1 der Zeichnung in einem Längsschnitt
durch einen Baggerzahn zeigt, an der Freifläche und ist die Spanfläche frei von
ihnen, so wird ,'er verhältnismäßig weichere Schneidenwerkstoff, zunächst an der
Vorderkante der Schneide, an der Spanfläche verschleißen, während der sogenannte
Freiflächenverschleiß nicht oder nur in sehr geringem Umfang auftritt. Die Schneide
wird also.nicht mehr stumpf, es ist im Gegenteil mörrlich, daß durch den Verschleiß
an der Spanfläche der Spanwinkel geringfügig vergrößert wird, waAbei gleichbleibendem
Freiwinkel bedeutet, daß der Keilwinkel kleiner wird. Die Schneide wird also währenddes
Betriebes schärfer, Ist dies unerwünscht, wird auch die Spanfläche, allerdings entsprechend
schwächer, gepanzert. Bei einer Schneide, die an dem einen ihrer Enden stärkerem
Verschleiß unterworfen ist als an ihrem anderen Ende, z.B. ist dies bei einem Eckzahn
eines Baggers der Fall, wurde bisher versucht, diese möglichst weitgehend auszunutzen,
indem sie nach der Abnutzung auf der einen Seite auf der anderen Geräteseite weiter
eingesetzt und erst nachdem auch ihre andere Seite verschlissen war, ersetzt wurde.
flach der Erfindung ist dieses Umwechseln nicht mehr erforderlich, da, die Menge
der eingelagerten Körner oder Splitter entlanfder Schneide unterschiedlich groß
sein kann. Die Menge kann von dem einen Ende der Schneide zum anderen stetiz zunehmen.
Dies ist in Fig. 2 veranschaulicht, die einen #'.uerselinitt durch einen Bagger-Eckzahn
nach der Linie II-II in Fig. 3 zeigt, in der eine Ecke eines Bagger-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die
eingelagerten Körner oder Splitter unterschiedlich groß sind. Hierdurch wird eine
gute Verklammerung der Körner oder Splitter mit dem Schneidenwerkstoff erreicht.
Ferner können die Körner oder Splitter um so weiter nach dem Inneren der Schneide
hinverlagert sein, je größer.sie sind. Die Schneide erhält an ihrer bestückten Stelle
durch die dichtliegenden kleineren Körner eine gleichmäßige, verschleißfeste Oberfläche,
und durch die dem Inneren der Schneide zu größer werdenden Zwischenräume zwischen
den größer werdenden Körnern wächst allmählich der Anteil des Schneidenwerkstoffes,
wodurch ein Abscheren oder Ablösen der Panzerung mit Sicherheit vermieden wird.
Beispielsweise können die Durchmesser derkörner von 0,5 bis 1 mm in der Oberflächenschicht
bis zu 10 bis 15 mm in der innersten Schicht zunehmen. Hierbei kann die innerste
Schicht von der Oberfläche u.U. um etwa ein Drittel der. Zahndicke entfernt
sein,
Die erfindungsgemäße Schneide wird in üblicher Weise durch Gießen hergestellt.
Damit die einzulagernden Körner oder Splitter in die Schneide gelangen, müssen sie'vor
dem Gießen in.d die Gießform eingebracht werden. Um zu verhindern, daß sie dort
beim Gießen des Schneidenwerkstoffes in die Gießform ihre Lage verändern, erfolgt
die Herstellung derart, daß vor dem Gießen der Schneide ein Formstück an der gewünschten
Stelle in die Schneidengießform eingelegt wird, das die in die Schneide einzulagernden
Körner oder Splitter in der gewünschten Anzahl und Anordnung enthält. Die Körner
werden durch die Einbettungsmasse des Formstücks so lange zusammen und an ihrer
Stelle gehalten, i-is der Schneidenwerkstoff die Gießform ausfüllt und keine Bewegungen,
die die Lage der Körner verUndern könnten, mehr ausführt. Dies wird erreicht, wenn
das Formstück aus einem Werkstoff besteht, der nach dem Eingießen des SChneidenwerkstoffes
unter dessen WUrmeeinwirkung schmilzt und zusammen mit dem Schneidenwerkstoff eine
verschleißfeste
Legierung bildet. Diese Legierung ist zwar nicht
so verschleißfest wie es die eingelagerten Hartstoff-Skörner sind, aber doch verschleißfester
als der Schneidenwerkstoff. Das Formstück kann aber auch aus einem organischen Material
bestehen, das unter der W rmeeinwirkung des eingegossenen Schneidenwerkstoffes schmilzt
und verdampft. Dabei können ebenfalls Reaktionen zwischen dem Schneidenwerkstoff
und den Bestandteilen der organischen Einbettungsmasse stattfinden, die den Schneidenwerkstoff
hinsichtlich seiner Gieß-und Verschleißeigenschaften günstig beeinflussen...- .. a_. Chisel-like cutting edge for digging, cutting and charging devices Toothed and smooth cutting edges for earth moving and charging devices, for example excavators, bulldozers, grabs, scraper boxes, are known to be designed so that they can be easily replaced. This is necessary because they wear out more or less quickly during the work carried out with them. However, the duller the cutting edges, the greater the need for drive power in order to achieve the same digging or loading power. Since the drive power cannot be increased at will, but is given by the drive machine of the device, the cutting edges must finally be replaced. To increase the service life of the cutting edges, e; known to use wear-resistant materials for the production of cutting edges. However, since this has only minor advantages, attempts have also been made to extend the service life by coating the cutting edges with sintered hard metals. However, because of the high costs, the sensitivity to impact and shock, and because of the wear and tear that occurs on the cutting edge material surrounding the hard metal plate, this has only proven to be useful and feasible in individual cases. "With the cutting edges commonly used today, the service life is increased by welding on rod-shaped material in which cast tungsten carbide broken into grains is embedded. However, the thickness of the layer to be applied is limited by the fact that the thin, between the individual '1-grains lying lamellas of the carrier mass which, with increasing layer thickness, can no longer absorb shear forces and moments, which also increase in thickness, and therefore breakouts occur on the welded layer. In addition, the local heating and rapid cooling during welding cause the cutting edge material to be extremely susceptible to cracking. A chisel-like cutting edge of the type described above , at which a clearance angle and a rake angle are present in addition to the wedge angle when working, wears essentially parallel to the cutting surface created by it (so-called flank wear) to avoid the breaking out of the welded-on material, which would be very easy to do if the flank was coated, while in the usual design the applied material is repeatedly pressed onto the supporting rake face by the material detached from the cutting edge. The wear at the cutting edge is prevented by this measure, however, only to a small extent, since the cutting material carrying the welded-on hard metal under this wears and the applied material, deprived of its base, finally breaks off. So the cutting edge becomes blunt. The aim of the invention is to create, in a simple and inexpensive manner, a cutting edge of the type described at the beginning, the service life of which is significantly greater than that of the known designs. It consists in the fact that grains or splinters made of at least one material, for example high-melting metal carbide, are embedded in a chisel-like cutting edge for digging, cutting and charging devices, which is more wear-resistant than the cutting edge material. The invention can be applied to backhoe buckets, graders, grapples, coal planes, digging buckets and other implements and i-weeding machines. The invention makes it possible to armor the cutting edge in the desired thickness. In addition, it is possible to protect them accordingly more strongly against the areas exposed to particularly heavy wear. This is achieved in that the concentration of the grains or splinters within the cutter body is different. The grains or splinters can thus be arranged mainly on the cutting edge leading edge, on the flank, on the rake face or on the flank and the rake face. A cutting edge according to the invention can be reinforced by the inlets in such a way that it no longer wears parallel to the cutting surface produced by it. Rather, the wear can be controlled in such a way that the cutting edge is always sharp and the clearance angle is maintained. If the deposits, as shown in FIG. 1 of the drawing in a longitudinal section through an excavator tooth, are on the flank and the rake face is free of them, then the relatively softer cutting edge material will wear out on the rake face, first at the front edge of the cutting edge , while the so-called flank wear does not occur or occurs only to a very small extent. The cutting edge is no longer blunt, on the contrary, it is morose that the rake angle is slightly increased due to the wear on the rake face, which means that if the clearance angle remains the same, the wedge angle becomes smaller. The cutting edge becomes sharper during operation. If this is undesirable, the rake face is also armored, albeit correspondingly weaker. In the case of a cutting edge that is subject to greater wear at one of its ends than at its other end, e.g. this is the case with a canine tooth of an excavator, attempts have been made so far to exploit this as much as possible by opening it on one side after wear on the other side of the device and was only replaced after the other side was worn out. According to the invention, this changeover is no longer necessary, since the amount of stored grains or splinters along the cutting edge can be of different sizes. The amount can increase steadily from one end of the cutting edge to the other. This is illustrated in Fig. 2, which shows a # '. Uerselinitt through an excavator canine according to the line II-II in Fig. 3, in which a corner of an excavator
In a further embodiment of the invention it is provided that the embedded grains or splinters are of different sizes. In this way, a good interlocking of the grains or splinters with the cutting edge material is achieved. Furthermore, the larger they are, the further the grains or splinters can be displaced towards the inside of the cutting edge. The cutting edge receives a uniform, wear-resistant surface at its fitted point due to the close-lying smaller grains, and the increasing gaps between the larger grains gradually increase the proportion of the cutting edge material, which means that the armor is sheared or detached is avoided. For example, the diameter of the grains can increase from 0.5 to 1 mm in the surface layer to 10 to 15 mm in the innermost layer. Here, the innermost layer of the surface can be about a third of the. Tooth thickness removed , the cutting edge according to the invention is produced in the usual way by casting. So that the grains or splinters to be stored get into the cutting edge, they must be introduced into the casting mold before casting. In order to prevent them from changing their position there when the cutting edge material is poured into the casting mold, the production is carried out in such a way that, before the cutting edge is poured, a shaped piece is inserted at the desired location in the cutting edge casting mold, which contains the grains or splinters to be embedded in the cutting edge in the desired number and arrangement. The grains are held together and in their place by the embedding compound of the molding so long that the cutting material fills the mold and no more movements that could change the position of the grains are carried out. This is achieved if the shaped piece consists of a material which, after the cutting edge material has been poured in, melts under the influence of heat and forms a wear-resistant alloy together with the cutting edge material. This alloy is not as wear-resistant as the embedded hard material grains, but it is more wear-resistant than the cutting edge material. The shaped piece can, however, also consist of an organic material that melts and evaporates under the action of heat from the cast-in cutting edge material. Reactions can also take place between the cutting edge material and the constituents of the organic embedding compound, which have a favorable effect on the cutting edge material with regard to its casting and wear properties.
Die Größe der Einlagerungen ist den Dimensionen der Schneide angepaßt.
Auch der Werkstoff muß entsprechend dem Schneidenwerkstoff gewählt werden. Sein
Schmelzpunkt muß so weit oberhalb desjenigen des Schneidenwerkstoffes liegen, daß
die Körner nicht schmelzen. Bei den dennoch nicht zu vermeidenden Reaktionen zwischen
den beiden Werkstoffen werden im allgemeinen die im Schneidenwerkstoff in Lösung
gehenden Bestandteile der Einlagerungen dessen Verschleißfestigkeit erhöhen. In
die Schneiden können sowohl Körner aus einem einzigen Werkstoff als auch eine Mischung
von Körnern aus verschiedenen Werkstoffen eingelagert werden. Dabei können z.B.
Wolframkarbid Borkarbid oder oxydkeramische Werkstoffe Anwendung finden.The size of the deposits is adapted to the dimensions of the cutting edge.
The material must also be selected according to the cutting edge material. being
Melting point must be so far above that of the cutting edge material that
the grains do not melt. In the case of the reactions between
The two materials are generally those in the cutting material in solution
Existing components of the inclusions increase its wear resistance. In
the cutting edges can either have grains from a single material or a mixture
of grains made of different materials are stored. For example
Tungsten carbide, boron carbide or oxide ceramic materials are used.