DE1940577A1

DE1940577A1 - Picken-Bohreinsatz fuer den Bergbau od.dgl. mit einem Traegerblock mit drehbarem Sitz

Info

Publication number: DE1940577A1
Application number: DE19691940577
Authority: DE
Inventors: Kniff Thomas J Latrobe
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal GmbH
Priority date: 1968-08-08
Filing date: 1969-08-08
Publication date: 1970-07-09
Also published as: US3499685A; DE1966173A1

Description

Picken-Bohreinsatz für den Bergbau o. dgl. mit einem Trä-Serblock mit drehbarem Sitz Die Erfindung betrifft ein Werkzeug für den Bergbau o.dgl., nämlich einen Picken-Bohreinsatz, der in Verbindung mit Bergbaumaschinen verwendet wird, sowie eine Trägeranordnung hierfür.
Picken-Bergbau-Bohreinsätze sind an sich bekannt, sie besitzen im allgemeinen die Form eines langgestreckten Körpers, der einen runden Querschnitt aufweist und in Bezug auf eine Mittelachse symmetrisch ist, und der weiterhin einen zylindrischen Trägerschaft an einem Ende besitzt, während das andere Ende im wesentlichen schräg nach einwärts geneigt ist, und zwar bis zu einer Stelle, an der ein einzementiertes, abriebbeständiges Element befestigt ist. Derartige Bohreinsätze rotieren, wie festgestellt wurde, mittels eines geeigneten Trägers bzw. Halters hierfür, um ihre Achse, sofern sie in geeigneter Weise gehaltert sind. Die Rotation wird yQrzugswe'ise durch einen Eingriff des Bohreinsatzes mit dem Werk hervorgerufen und besitzt den Vorteil, dass die Abnutzung um den Umfang des Bohrkopfes herum verteilt wird oder dass der Bohrkopf eine beträchtlich verlängerte Lebensdauer hat, wobei weiterhin das Spitzenenle des Bohreinsatzes scharf bleibt.
Derjenige Teil des Bohrkopfes, der sich unmittelbar nach rückwärts an die Spitze anschliesst, ist üblicherweise konisch, und wenn daher der Bohrkopf verwendet wird und-während des Gebrauchs rotiert, dann nutzt sich der an dem harten, zemenvierten Carbideinsatz angrenzende Körper des Bohreinsatzes ab, so dass der Oarbideinsatz frei bzw. exponiert bleibt. Ein Bohreinsatz dieser Art weist jedoch den Nachteil auf, dass dann, wenn sich das Spitzenende des Bohreinsatzes im Gebrauch abnutzt, der Bereich des den Carbideinsatz umgebenden körpers zunimmt; hierdurch wirkt eine grössere Arbeitsbelastung auf die den Bohreinsatz antreibende Maschine, ausserdem kann sich hierdurch eine störende Beeinflussung der richtigen Lage des Carbideinsatzes ergeben.
Im Zusammenhang mit der Rotation des Bohreinsatzes im Halter weisen Bohreinsatz und Halter zusammenwirkende, geneigte oder konische Schulterbereiche auf, und diese Schulterbereiche sind beträchtlichen Belastungen beim Gebrauch des Bohreinsatzes ausgesetzt.
Wegen der auftretenden Belastungen nutzen sich die Schultern zuweilen relativ schnell ab. Hinsichtlich des Bohreinsatzes selbst ist eine relativ schnelle Abnutzung der Schulter nicht besonders wichtig, weil sie sich im schlimmsten Falle nicht annähernd so schnell abnutzt, wie das Arbeits-Spitzenende des Bohreinsatzes. Der Träger für den Bohreinsatz jedoch hat dieForm eines Blockes, der im allgemeinen an Ort und Stelle an die Antriebsmaschine angeschweisst wird, und eine schnelle Abnutzung der Schulter am Block ist deswegen ein ernsthaftes Problem, weil der Block normalerweise während der Lebensdauer mehrerer Bohreinsätze in einem guten brauchbaren Zustand bleiben soll.
Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Picken-Bergbau-Bohreinsatz und- einen-Trägerblock hierfür zu schaffen, durch welche die vorstehenden Nachteile überwunden werden.
Weiterhin-soll der mit derErfindung geschaffene Picken-Bergbaü-Bohreinsatz verbesserte Arbeitseigenschaften besitzen.
Schliesslich soll durch die Erfindung eine Trägeranordnung für einen rotierbaren Picken-Bergbau-Bohreinsatz geschaffen werden, bei der stich die-Abnutz-ung-in-minimalen Grènzen-hält.
Diese Aufgabe wird gelöst durch-die tombination-eines nicht drehbaren Trägerblocks mit einer Bohrung, in welcher eine lijilse aus hartem, abriebfestem Material drehbar befestigt ist, ejine erste Einrichtung, welche die Hülse frei drehbar in der Bohrung festhält, eines Picken-Bohreinsatzes mit einem £yRindrischem Schaft am einen Ende und einem nach einwärts ahgeschrägen, in einer Spitze auslaufenden Teil, wo;bei der Schaft von d-em einen Ende der Hülse aufgenommen werden kann, eine zweite- Einrichtung, durch welche der Schaft herausnehmbar in der Hulse gehalten wird, während er sich drehen kann, so dass eine Drehung des Bohreinsatzes während des Betriebes stattfindet, und zwar entweder mit oder ohne Drehung der Hülse, wobei ferner die Hülse und der Trägerblock miteinander in Eingriff stehende Schultern zum Abfangen axialer, auf die Hülse durch den Bohreinsatz im Betrieb einwirkender Stösse aufweisen und die Schulter an der Hülse von dem einen Ende der Hülse abgewandt ist.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung im Prinzip dargestellten, besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert, sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern lässt sich unter den gegebenen Richtlinien sowie im Rahmen des Gegenstandes der Erfindung und des allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfältiger Weise mit Erfolg verwirklichen. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Bohreinsatzanordnung und eines Trägers hierfür gemäss der Erfindung, und zwar in auseinandergezogenem Zustand, und Fig. 2 eine Seitenansicht des Bohreinsatzes und der Trägeranordnung, teilweise geschnitten, wobei der Bohreinsatz mit der Trägeranordnung zusammengefügt ist.
Im einzelnen ist aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, dass die dort dargestellte Anordnung einen Trägerblock 10, beispielsweise in Form eines Schmiedestückes umfasst, der so ausgebildet ist, dass er durch Schweissen an einem Trägerteil befestigt werden kann. Es ist darauf hinzuweisen, dass der Block 10 ein kurvenförmig verlaufendes, unteres Teil 12 besitst, wodurch der Block geeignet ist, an die Oberfläche einer Trommel o.dgl.
angeschweisst zu werden. Selbstverständlich kann der Block auch so geformt sein, dass er sich an einer Kettenlänge oder irgendeiner anderen geeigneten Träger- und Antriebsvorrichtung befestigen lässt.
Der Block 10 weist eine durchgehende Schulterbohrung 14 auf, die einen weiteren vorderen Teil 14a und einen engeren rück--wärtigen Teil 14b besitzt, beide Teile sind über eine vorwärtsgerichtete, geneigte Sitzfläche 16 miteinander verbunden. In der Bohrung 14 sitzt eine gehärtete Metallhülse 18, die einen weiteren Teil 18a besitzt, der drehbar innerhalb des Teiles 14a der Bohrung sitzt. Ausserdem weist die Metallhüise 18 einen rückwärtigen Teil 18b von kleinerem Durchmesser auf, der drehbar in dem Teil 14b der Bohrung sitzt; die Sitze sind so, dass die zusammengehörigen Teile einander angepasst sind.
Der Teil 18b ragt aus -dem rückwärtigen Ende des Blocks heraus und besitzt eine Nut 20, in der Sprengringe 22 befestigt sind.
Die Teile 18a und 18b werden von einer geneigten Fläche 24 verbunden, die im Paßsitz auf der geneigten Fläche 16 der Bohrung 14 aufliegt. Die Anordnung ist so ausgebildet, dass die Hülse 18 im Block 10 gehalten wird und hierbei nur ein geringes Spiel für eine freie, axiale Bewegung im Block hat, so dass die Hülse relativ frei im Block 10 rotieren kann.
Die Hülse 18 ist mit einer zentralen Bohrung 30 versehen, an derem vorderen Ende -sich ein nach aussen erweiternder Sitz 32 befindet. Im vorbestimmten Abstand hinter dem Sitz 32 ist in der Bohrung 30 eine ringförmige Ausnehmung, ein hinterschnittener Bereich oder eine Nut 34 vorgesehen.
Die vorstehend beschriebene Anordnung stellt den Träger für den nachstehend erläuterten Bohreinsatz dar und ist charakterisiert durch die Hülse 18, welche die Abnutzung am Block herabsetzt und ihrerseits leicht ausgetrauscht werden kann, wenn sie einer erheblichen Abnutzung ausgesetzt ist.
Der Bohréinsatz besitzt, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, einen rückwärtigen, zylindrischen Schaft 40, an dessen einem Ende eine sich nach aussen erweiternde Sitzfläche 42 befindet, die mit der Sitzfläche 32 am vorderen Ende der Bohrung 30 in Eingriff gelangt. Im Anschluss an die Sitzfläche 42 ist der Körper des Bohreinsatzes mit einer ringförmigen Nut 44 versehen, die zur Aufnahme eines Werkzeugs dient, mit dem der Bohreinsatz vom Träger abgenommen wird, wenn -eine Auswechslung erforderlich ist. In dem vor der Nut 44 liegenden Bereich ist der Bohreinsatzkörper steil nach einwärts abgeschrägt, wie bei 46 dargestellt. Daran schliesst sich ein im wesentlichen zylindrischer Bereich 48 an, der etwa den gleichen Durchmesser wie der Schaft 40 haben kann. In der Nähe des vorderen Endes des Bohreinsatzes befindet -sich ein kegelstumpfförmiger-konischer Teil 50. In dieses kegelstumpfförmig-konische Ende erstreckt sich nach einwärts eine axiale Bohrung 52, in der ein EopS-element 54 aus hartem Material, vorzugsweise aus zementiertem Wolframcarbid, sich befindet; dieser Kopfeinsatz wird vorzugsweise durch eine Verlötung oder-Verschweissung befestigt.
Das Kopfelement 54 ist mit einem zugespitzten Ende 56 versehen, das im wesentlichen eine Fortsetzung der geneigten Wand des kegelstumpfförmig-konischen Teils 50 bildet.
Das Schaftteil 40 ist mit einer ringförmigen Nut 60 verstehen, in der ein geschlitztes Federband 62 sitzt. In die Umfangsfläche dieses Federbandes sind Vertiefungen oder-Höcker 64 -verteilt. Die Nut 60 und die Höcker 64 sind so entlang dem Schaft 40 angeordnet, dass sie in die ringförmige Nut 34 in der Bohrung 30 einschnappen, wenn der Bohreinsatz in die Bohrung 30 in die in Fig. 2 dargestellte Lage gedruckt wird, so dass die Höcker 64 den Bohreinsatz in seinem mit der Hülse 18 zusammengefügten Zustand halten. Die elastische Halteanordnung ist in der am 12. August 1965.eingereichten US-Patentanmeldung Ser. No. 479 094 näher beschrieben. Diese Haltevorrichtung in Form eines Federbandes 62 gibt nach dem Inneren der Nut 60 hin nach, so dass es möglich ist, den Bohreinsatz in die Bohrung 30 zu stossen, wens dann der Bohreinsatz vollständig in der Bohrung sitzt, schnappt das Federband nach aussen. Die Haltevorrichtung hält den Bohreinsatz fest in der Hülse 18 zurück und ermöglicht eine geringe axiale Bewegung-des Bohreinsatzes in der Bohrung 30, so dass der Bohreinsatz gegenüber der Sitzfläche 32 nicht festgelegt ist, sondern sich frei in der Bohrung 30 drehen kann.
Insofern als sich der Bohreinsatz in der Bohrung 30 und die Hülse 18 im Block 10 drehen können, ergibt sich stets eine Rotation des Bohreinsatzes, und zwar entweder zwischen dem Bohreinsatz und der Hülse 18 und dem Block 10 oder an beiden Stellen. Die Wahrscheinlichkeit, dass der Bohreinsatz festsitzt und sich nicht -dreht, wird auf diese Weise nur sehr geringe Weiterhin wird die Abnutzung am Block wesentlich herabgesetzt gegenüber derjenigen Abnutzung, die bei einem Block auftirtt, welcher den Bohreinsatz direkt trägt und in welchem der Bohreinsatz rotiert. Es sei bemerkt, dass der Bohreinsatz so oft ausgetauscht werden kann, wie es nötig erscheint, während der Block 10 stark verbesserte Abeutzungseigenschaften besitzt und bei weitem nicht so oft ausgetauscht werden muss, wie es bisher der Fall war. Vielmehr befinden sich die grundsätzlichen Abnutzungsflächen am Bohreinsatz, und die Hülse 18 überdauert normalerweise viele Bohreinsätze und kann darüberhinaus selbst leicht ausgetauscht werden.
Die spezielle Konfiguration des hier dargestellten Bohreinsatzes ist auch insofern von Bedeutung, als das Spitzenende des Bohreinsatzes bei der-Abnutzung und Rotation im Gebrauch im wesentlichen gemäss dem Winkel der geneigten äusseren Fläche des kegelstumpfförmig-konischen Teils 50 durch Ab-.
nutzung abgearbeitet wird. Es lässt sich leicht erkennen, dass sich der Bohreinsatz soweit nach unten zu abnutzen kann, bis der Carbidkopf aufgebraucht ist,-ehe der Durchmesser desdas Spitzenelement umgebenden Körpermaterials zuzunehmen beginnt. Die Antriebsmaschine für den Bohreinsatz wird auf diese Weise keiner erhöhten Belastung ausgesetzt, wenn sich der Bohreinsatz abnutzt, und die wichtige Charakteristik eines Picken-Bohreinsatzes zum Abtragen von-Material durch eine Art von Sprengwirkung wird nicht störend beeinflusst, und die Qualität des von dem Bohreinsatz abgetragenen'Materials in Bezug auf den Formenumfang ("content of lines") und die Teil chengrösse ändert sich nicht, wenn sich der Bohreinsatz im Gebrauch immer mehr abnutzt.

Claims

Patentansprüche

1. Picken-Bohreinsatz für den Bergbau od. dgl., gekennzeichnet durch die Kombination eines nicht drehbaren Trägerblocks (10) mit einer Bohrung (14), in welcher eine Hülse (18) aus hartem, abriebfestem Material drehbar befestigt ist, eine erste Einrichtung (20, 22.), welche die Hülse (18) fr-ei drehbar in der -Bohrung (14) festhält, eines Ficken-Bohreinsatzes mit einem zylindrischen Schaft (40) am einen Ende und einem nach einwärts abgeschrägten, in einer Spitze (56) auslaufenden Teil (50), wobei der Schaft (40) von dem einen Ende der Hülse (18) aufgenommen werden kann, eine zweite Einrichtung (34, 60, 62, 64), durch welche der Schaft (40) herausnehmbar in der Hülse (18) gehalten wird, während er sich darindrehen kann, so dass eine Drehung des Bohreinsatzes während as Betriebes stattfindet, und zwar entweder mit oder ohne Drehung der Hülse (18), wobei ferner die Hülse (18) und der Trägerblock (10) miteinander in Eingriff stehende Schultern (16, 24) zum Abfangen axialer, auf die Hülse (18) durch den Bohreinsatz im Betrieb einwirkende' Stösse aufweisen und die Schulter (24) an der Hülse (18) von dem einen Ende der Hülse abgewandt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (14) im Trägerblodk (1Qj einen' erweiterten, dem Bohreinsatz zugewandten Endteil (14a) und einen verengten, vom Bohreinsatz abgewandten Endteil (14b) aufweist, und dass die Schulter (16) am-Trägerblock (10) am Übergang dieser Bohrungsteile (14a, 14b) liegt und die Hülse (18) einen erweiterten dem Bohreinsatz zugewandten Endteil (18a) sowie einen verengten, dem Bohreinsatz abgewandten Endteil (18b) besitzt, welche in die erweiterten bzw. verengten Endteile der Bohrung (14) passen, wobei die Schulter (24) der Hülse (18) am Übergang ihrer entsprechenden Endteile (18a, 18b) liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schultern (24, 16) nach auswärts in Richtung auf das dem Bohreinsatz zugewandte Ende der Hülse (-18) geneigt bzw. abgeschrägt verlaufen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der verengte Endteil (14b) der Hülse über den Trägerblock (10) hinausragt und die erste Einrichtung (20, 22) an diesem herausragenden Teil ausserhalb des Trägerblockes (10) vorgesehen ist.-

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohreinsatz einen sich erweiternden Sitz (42) am Übergang seines Schaftes (40) in das andere - -Ende des Bohreinsatzes aufweist, wobei die Hülse einen erweiterten, mit dem Sitz (42) in Eingriff stehenden Bereich (32) besitzt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenazeichnotb dass die Hülse (18) mit einer inneren Nut (34) verstehen ist, hinter die sich der Schaft (40) erstreckt, wenn der Bohreinsatz in der Hülse (18) befestigt list, wobei eine Halteeinrichtung (62, 64) vorgesehen ist, welche in den Schaft (40) und die Nut (34) eingreift und den Schaft (40) herausnehmbar in der Hülse festhält.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (62, 64) elastisch ist, eo dass der Bohreinsatz aus der Hülse (18) herausgeholt und in diese hineingesteckt oder gestossen werdenkann.

8. Vorrichtung nach einem der Anspruche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (40) eine ringförmige Ausnehmung (60) besitzt und die Halteeinrichtung (62,64) -in dieser befestigt und gefangen 1-st. -9. Vorrichtung nach einen der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung ein Pederband (62) ist.