DE1940577B

DE1940577B - Cutting and drill bit fastening device for tunneling machines

Info

Publication number: DE1940577B
Authority: DE
Inventors: Thomas J. Latrobe Pa. Kniff (V.St.A.)· E21c 27-32
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schräm- und Bohr- hinaus und weist in an sich bekannter Weise in die-The invention relates to a cutting and drilling addition and has in a known manner in this-

meißelbefestigungseinrichtung für Vortriebsmaschi- sem Bereich ein Riegelelement zur Sicherung gegenchisel fastening device for tunneling machine area a locking element to secure against

nen, bei der ein zylindrischer Meißelschaft drehbar Bewegungen in axialer Richtung auf. Dem PrinzipNEN, in which a cylindrical chisel shaft rotatable movements in the axial direction. The principle

in der Bohrung eines fest an dem Werkzeugträger nach sind entsprechende Lösungen bekannt (USA.-Corresponding solutions are known (USA.-

angebrachten Meißelhalters angeordnet ist, wobei der 5 Patentschrift 3 331 637, französische Patentschriftattached chisel holder is arranged, the 5 patent 3 331 637, French patent

Meißelschaft und die ihn aufnehmende Bohrung 1 483 463), jedoch ist dort das Riegelelement in demChisel shank and the hole 1 483 463 receiving it), but there is the locking element in the

einander zugeordnete Schultersitze zum Abfangen über den Meißelhalter hinausragenden Endteil desAssociated shoulder seats for intercepting the end part of the projecting beyond the chisel holder

der durch die Vortriebsarbeit entstehenden axialen Meißelschaftes untergebracht.the axial chisel shaft resulting from the advance work.

Kräfte aufweisen und Riegelelemente zur axialen Nach einem weiteren Merkmal der ErfindungHave forces and locking elements for axial According to a further feature of the invention

Halterung des Meißelschaftes vorgesehen sind. io weist der Meißelschaft in seinem zur McißelspitzeHolder of the chisel shaft are provided. io points the chisel shaft in its to the tip of the chisel

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art (USA.- weisenden Bereich eine abgeschrägte Schulter auf, mit Patentschrift 3 331 637) weist den Nachteil auf, daß der er sich an einem entsprechend ausgebildeten, an der Meißelhalter, und zwar insbesondere im Bereich dem der Meißelspitze zugewandten Rand der Hülse seiner Schultersitze, einem erheblichen Verschleiß vorgesehenen Sitz abstützt. Wie bereits erwähnt, ist unterworfen ist. Während der Bearbeitungsvorgänge 15 die Anordnung derartiger Sitze bekannt (USA.-dreht sich nämlich der zylindrische Meißelschaft in Patentschrift 3 331637, deutsches Gebrauchsmuster seiner Bohrung. Damit erzielt man zwar eine gleich- 1 923 922), allerdings handelt es sich dabei um Sitze mäßige und damit wirtschaftliche Abnutzung der zwischen dem Meißelschaft und dem Meißcltialter.
Meißelspitze, muß jedoch andererseits den bereits Vorzugsweise ist die Hülse in Inneren mit einer erwähnten Verschleiß des Meißelhalters in Kauf 20 Nut versehen, in welche ein an dem Meißelschaft vornehmen. Letzteres ist insbesondere deshalb ungün- gesehenes Riegelelement in Arbeitsstellung zwecks stig, weil der Meißelhalter einen festen Bestandteil Sicherung gegen Axialbcwegung eingreift. Die Verdes Werkzeugträgers bildet. wendung derartiger Verriegelungen ist bekannt (deut-A known device of this type (USA.-facing area has a beveled shoulder, with patent specification 3331 637) has the disadvantage that it is attached to a correspondingly designed chisel holder, in particular in the area of the edge facing the chisel tip the sleeve of its shoulder seats, a significant wear and tear provided seat supports. As mentioned earlier, is subject to. During the machining operations 15, the arrangement of such seats is known (USA.-namely, the cylindrical chisel shaft rotates in patent specification 3 331637, German utility model of its bore. This achieves an identical 1 923 922), but these are seats with moderate and thus economic wear and tear between the bit shank and the bit older.
Chisel tip, however, must on the other hand already. Preferably, the inside of the sleeve is provided with a mentioned wear of the chisel holder in Kauf 20, in which a groove can be made on the chisel shank. The latter is in particular the unseen locking element in the working position for the purpose of stig because the chisel holder engages a fixed component securing against axial movement. The Verdes tool carrier forms. use of such interlocks is known (German

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die sches Gebrauchsmuster 1 923 922, deutsche Auslegeeingangs genannte Vorrichtung unter Vermeidung der 25 schrift 1 226 510, Zeitschrift »Mining Journal«, oben angedeuteten Nachteile so auszubilden, daß sich 24. September 1965, Seite 216), jedoch im Zusamder Verschleiß des Meißelhalters wesentlich vermin- menhang mit einer Befestigung des Meißelschaftes dert, ohne daß damit der Vorteil einer gleichmäßigen direkt in einer Bohrung des Meißelhalters.
Meißelspitzenabnutzung aufgegeben werden müßte. Letzteres gilt auch für ein weiteres Merkmal derThe invention is based on the object of developing the utility model 1 923 922, the device mentioned above, while avoiding the 25 writing 1 226 510, "Mining Journal" magazine, the disadvantages indicated above in such a way that September 24, 1965, page 216), however, in connection with the wear of the chisel holder, the change in fastening of the chisel shank substantially reduces the advantage of uniformity directly in a bore of the chisel holder.
Chisel point wear would have to be abandoned. The latter also applies to another feature of the

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung 30 Erfindung (Zeitschrift »Mining Journal«, 24. Sep-To solve this problem, the device 30 is the invention ("Mining Journal", September 24

nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß in tember 1965, Seite 216), daß nämlich das Riegel-according to the invention characterized in that in December 1965, page 216), namely that the bolt

der Bohrung des Meißelhalters eine Hülse aus gehär- element aus einem elastischen, in einer ringförmigenthe bore of the chisel holder is a sleeve made of a hardening element made of an elastic, in an annular one

tetem und abriebfestem Material sich entgegen der Ausnehmung des Meißelschaftes angeordneten Me-tetem and abrasion-resistant material arranged against the recess of the chisel shaft

Vortriebsrichtung abstützend und gegen Bewegungen tallband besteht, welches Höcker aufweist,Propulsion direction supporting and against movements tallband consists, which has cusps,

in axialer Richtung gesichert drehbar angeordnet ist 35 Im folgenden wird an Hand der Zeichnung einis arranged rotatably secured in the axial direction 35 In the following, a

und daß der Meißelschaft innerhalb der Hülse sich bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtungand that the chisel shank within the sleeve is a preferred embodiment of a device

entgegen der Vortriebsrichtung abstützend und gegen nach der Erfindung beschrieben. Die Zeichnungagainst the propulsion direction supporting and described against according to the invention. The drawing

Bewegungen in axialer Richtung gesichert drehbar zeigt inMovements secured in the axial direction can be rotated shows in

angeordnet ist. Fig. 1 eine Seitenansicht, und zwar in auseinander-is arranged. Fig. 1 is a side view, specifically in apart-

Demnach sitzt der Meißelschaft nicht mehr direkt 40 gezogener Darstellung,Accordingly, the chisel shaft no longer sits directly 40 as shown in the drawing,

in der Bohrung des Meißelhalters, sondern es wird Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht,in the bore of the chisel holder, but Fig. 2 is a partially sectioned side view,

vielmehr ein Zwischenelement in Form der Hülse aus und zwar in montiertem Zustand.rather, an intermediate element in the form of the sleeve in the assembled state.

abriebfestem Material verwendet. Der Meißelschaft Tm einzelnen ist aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich,abrasion-resistant material used. The individual chisel shank Tm can be seen in FIGS. 1 and 2,

kann sich relativ zu der Hülse drehen, wodurch der daß die dargestellte Anordnung einen Meißelhaltercan rotate relative to the sleeve, thereby making the arrangement shown a bit holder

Verschleiß des Meißelhalters vermindert wird. An- 45 10, beispielsweise in Form eines Schmiedestückes,Wear of the bit holder is reduced. An 45 10, for example in the form of a forging,

dererseits ist auch die Hülse drehbar im Meißelhalter umfaßt, der so ausgebildet ist, daß er durch Schwei-on the other hand, the sleeve is rotatably encompassed in the chisel holder, which is designed so that it can be welded

befestigt, um eine zusätzliche Drehverbindung zu ßen an einem Werkzeugträger befestigt werden kann,attached to allow an additional rotary joint to be attached to a tool carrier,

schaffen. Letztere wird jedoch weit weniger bean- Es ist darauf hinzuweisen, daß der Meißelhalter 10create. However, the latter is much less relevant. It should be noted that the chisel holder 10

sprucht, als es bei der bekannten Drehverbindung ein kurvenförmig verlaufendes, unteres Teil 12 bezwischen Meißelschaft und Meißelhalter der Fall war. 50 sitzt, so daß er an die Oberfläche einer Trommelsays when there is a curved lower part 12 in between in the known rotary joint Chisel shank and chisel holder was the case. 50 sits so that he is on the surface of a drum

Nach einem weiteren bevorzugten Merkmal ist die od. dgl. angeschweißt werden kann.According to a further preferred feature, the od. The like. Can be welded.

ih d Ef dh k h d Mißihl h ih d Ef dh khd Mißih l h

g gg g

Voirichttmg nach der Erfindung dadurch gekenn- Hch kann der Meißeihalter auch so geformt sein, daß zeichnet, daß die Bohrung des Meißelhalters in ihrem er sich an einer Kettenlänge oder irgendeiner anderen der Meißelspitze zugewandten Bereich einen größeren geeigneten Werkzeugträger- und Antriebsvorrichtung Durchmesser aufweist als in ihrem der Meißelspitze 55 befestigen lam. ~ The chisel holder can also be shaped in such a way that the bore of the chisel holder provides a larger suitable tool carrier and drive device in its area facing a chain length or any other area facing the chisel tip Has diameter than in her the chisel point 55 fasten l on the. ~

abgewandten Bereich und daß der abgeschrägte Der Meißeihalter 10 weist eine durchgehende Boh-facing away from the area and that the beveled chisel holder 10 has a continuous drilling

Übergang der beiden Bohrungsbereiche als Sitz für rung 14 auf, die einen erweiterten vorderen Bereich die Schulter der entsprechend der Bohrung ausgebil- 14 α und einen engeren rückwärtigen Bereich 14 b deten, ebenfalls zwei Bereiche mit verschiedenem besitzt. Beide Bereiche sind über einen vorwärts ge-Durchmesser aufweisenden Hülse ausgebildet ist. 60 richteten, geneigten Sitz 16 miteinander verbunden. Dabei muß berücksichtigt werden, daß es grundsätz- In der Bohrung 14 ist eine gehärtete Hülse 18 angelich bekannt ist (USA.-Patentschrift 2 331 637, deut- ordnet, die einen erweiterten Bereich 18α besitzt, der sches Gebrauchsmuster 1923 922), die während der drehbar innerhalb des Bereichs 14 öder Bohrung liegt. Bearbeitungsvorgänge auftretenden Axialkräfte über Außerdem weist die Hülse 18 einen rückwärtigen abgeschrägte Schultern auf einen Meißeihalter zu 65 Bereich 18 b von kleinerem Durchmesser auf, der übertragen. drehbar in dem Bereich 14 b der Bohrung Hegt; dieTransition of the two bore areas as a seat for tion 14, which has an enlarged front area, the shoulder of the corresponding to the bore formed 14 α and a narrower rear area 14 b , also has two areas with different. Both areas are formed via a sleeve having a forward diameter. 60 directed, inclined seat 16 connected to one another. It must be noted that in principle it is in the bore 14 is a hardened sleeve 18 Angelich known (USA. Patent 2,331,637, German arranged that an extended portion 18 having α, the ULTRASONIC utility model 1 923 922), the while which is rotatable within the region 14 or the bore. In addition, the sleeve 18 has a rear beveled shoulder on a cutting tool holder to 65 area 18 b of a smaller diameter, which is transmitted. rotatable in the area 14 b of the bore Hegt; the

Vorzugsweise ragt der den geringeren Querschnitt Sitze sind so ausgebildet, daß die zusammengehörigen aufweisende Endteil der Hülse über den Meißelhalter Bereiche einander angepaßt sind.The seats preferably protrude with the smaller cross section and are designed so that the seats belong together having end portion of the sleeve over the chisel holder areas are matched to one another.

Der Bereich 18 b ragt aus dem rückwärtigen Ende des Meißelhalters heraus und besitzt eine Nut 20, in der Sprengringe 22 befestigt sind.The area 18 b protrudes from the rear end of the chisel holder and has a groove 20 in which snap rings 22 are attached.

Die Bereiche 18 α und 18 6 werden von einer geneigten Schulter 24 verbunden, die im Paßsitz auf dem geneigten Sitz 16 der Bohrung 14 aufliegt. Die Anordnung ist so ausgebildet, daß die Hülse 18 im Meißelhalter 10 gehalten wird, und zwar mit einem lediglich geringen Spiel für eine freie, axiale Bewegung innerhalb des Meißelhalters, so daß die Hülse relativ frei im Meißelhalter 10 rotieren kann.The areas 18 α and 18 6 are inclined by a Shoulder 24 connected, which rests on the inclined seat 16 of the bore 14 in a snug fit. the Arrangement is designed so that the sleeve 18 is held in the bit holder 10, with a only small play for free, axial movement within the bit holder, so that the sleeve can rotate relatively freely in the chisel holder 10.

Die Hülse 18 ist mit einer zentralen Bohrung 30 versehen, an deren vorderem Ende sich ein nach außen erweiternder Sitz 32 befindet. In vorbestimmtem Abstand hinter dem Sitz 32 ist in der Bohrung 30 eine ringförmige Ausnehmung, ein hinterschnittener Bereich oder eine Nut 34 vorgesehen.The sleeve 18 is provided with a central bore 30, at the front end of which there is a outside expanding seat 32 is located. A predetermined distance behind the seat 32 is in the bore 30 an annular recess, an undercut area or a groove 34 is provided.

Die vorstehend beschriebene Anordnung stellt den Träger für den nachstehend erläuterten Meißeleinsatz dar und weist als wesentliches Element die Hülse 18 auf, welche die Abnutzung am Meißelhalter herabsetzt und ihrerseits leicht ausgetauscht werden kann, wenn sie einer erheblichen Abnutzung ausgesetzt ist.The arrangement described above provides the carrier for the chisel insert described below and has the sleeve 18 as an essential element, which reduces wear on the chisel holder and, in turn, can be easily replaced when exposed to significant wear and tear.

Der Meißeleinsatz besitzt, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, einen rückwärtigen, zylindrischen Meißelschaft 40, an dessen einem Ende eine sich nach außen erweiternde Schulter 42 angeordnet ist, die mit dem Sitz 32 am vorderen Ende der Bohrung 30 in Eingriff gelangt. Im Anschluß an die Schulter 42 ist der Körper des Meißeleinsatzes mit einer ringförmigen Nut 44 versehen, die zur Aufnahme eines Werkzeugs dient, mit dem der Meißeleinsatz vom Meißelhalter abgenommen wird, wenn eine Auswechslung erforderlich ist. In dem vor der Nut 44 liegenden Bereich ist der Meißeleinsatz 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 Meißelschaft 40 haben kann. In der Nähe des vorderen Endes des Meißeleinsatzcs befindet sich ein kegelstumpfförmigkonischer Teil 50. In dieses kegelstumpfförmigkonische Ende erstreckt sich nach einwärts eine axiale Bohrung 52, in der ein Spitzenciement 54 aus hartem Material, vorzugsweise aus zementiertem Wolframcarbid, angeordnet ist; dieses Spitzenelement wird vorzugsweise durch eine Verlötung oder Verschweißung befestigt. Es ist mit einer Meißelspitze 56 versehen, die im wesentlichen eine Fortsetzung der geneigten Wand des kegelstumpfförmig-konischen Teils 50 bildet.As can be seen from the drawing, the chisel insert has a rear, cylindrical chisel shank 40, at one end of which there is arranged an outwardly widening shoulder 42 which engages with the seat 32 at the front end of the bore 30. Following the shoulder 42, the body of the chisel insert is provided with an annular groove 44 which is used to receive a tool with which the chisel insert is removed from the chisel holder when replacement is required. In the area in front of the groove 44, the chisel insert is beveled steeply inwards, as shown at 46. This is followed by an essentially cylindrical region 48 which can have approximately the same diameter as the chisel shank 40. In the vicinity of the front end of the bit insert there is a frustoconical conical portion 50. In this frustoconical conical end extends inwardly an axial bore 52 in which a tip element 54 of hard material, preferably of cemented tungsten carbide, is arranged; this tip element is preferably attached by soldering or welding. It is provided with a chisel point 56 which essentially forms a continuation of the inclined wall of the frusto-conical part 50.

Der Meißelschaft 40 ist mit einer ringförmigen Ausnehmung 60 versehen, in der ein geschlitztes Metallband 62 sitzt. In die Umfangsfläche dieses Metallbandes sind Vertiefungen oder Hocker 64 verteilt. Die Ausnehmung 60 und die Hocker 64 sind so entlang dem Meißelschaft 40 angeordnet, daß die Hocker in die ringförmige Nut 34 in der Bohrung 30 einschnappen, wenn der Meißeleinsatz in die Bohrung 30 in die in Fig. 2 dargestellte Lage gedrückt wird, so daß die Hocker 64 den Meißeleinsatz in seincm mit der Hülse 18 zusammengefügten Zustand halten. Diese Haltevorrichtung in Form eines Metall-The chisel shank 40 is provided with an annular recess 60 in which a slotted Metal band 62 is seated. Depressions or stools 64 are distributed in the circumferential surface of this metal band. The recess 60 and the stool 64 are arranged along the chisel shaft 40 that the Snap the stool into the annular groove 34 in the bore 30 when the bit is in the bore 30 is pressed into the position shown in Fig. 2, so that the stool 64 is the chisel insert in his hold with the sleeve 18 assembled state. This holding device in the form of a metal

VtYtV. nach, so daß es mögficn ist, den iVfeiiJeieihsatz in die Bohrung 30 zu stoßen. Wenn dann der Meißeleinsatz vollständig in der Bohrung sitzt, schnappt das Metallband nach außen. Die Haltevorrichtung hält den Meißeleinsatz fest in der Hülse 18 zurück und ermöglicht eine geringe axiale Bewegung des Meißeleinsatzes in der Bohrung 30, so daß der Meißeleinsatz gegenüber dem Sitz 32 nicht festgelegt ist, sondern sich frei in der Bohrung 30 drehen kann.VtYtV. after, so that it is possible to use the iVfeiiJeieihsatz in to butt the hole 30. If so, then the chisel insert is fully seated in the hole, the metal band snaps outwards. The holding device holds the chisel insert back firmly in the sleeve 18 and allows a small axial movement of the chisel insert in the bore 30, so that the chisel insert is not fixed relative to the seat 32, but can rotate freely in the bore 30.

Insofern, als sich der Meißeleinsatz in der Bohrung und die Hülse 18 im Meißelhalter 10 drehen können, ergibt sich stets eine Rotation des Meißeleinsatzes, und zwar entweder zwischen dem Meißeleinsatz und der Hülse 18 und dem Meißelhalter 10 oder an beiden Stellen. Die Wahrscheinlichkeit, daß der Meißeleinsatz festsitzt und sich nicht dreht, wird auf diese Weise nur sehr gering. Weiterhin wird die Abnutzung am Meißelhalter wesentlich herabgesetzt gegenüber derjenigen Abnutzung, die bei einem Meißelhalter auftritt, welcher den Meißeleinsatz direkt trägt und in welchem der Meißeleinsatz rotiert. Es sei bemerkt, daß der Meißeleinsatz so oft ausgetauscht werden kann, wie es nötig erscheint, während der Meißelhalter 10 stark verbesserte Abnutzungscigenschaften besitzt und bei weitem nicht so oft ausgetauscht werden muß, wie es bisher der Fall war. Vielmehr befinden sich die grundsätzlichen Abnutzungsflächen am Meißeleinsatz, und die Hülse 18 überdauert normalerweise viele Meißeleinsätze und kann darüber hinaus selbst leicht ausgetauscht werden.In so far as the bit insert can rotate in the bore and the sleeve 18 in the bit holder 10, There is always a rotation of the chisel insert, either between the chisel insert and the sleeve 18 and the bit holder 10 or both. The likelihood that the chisel insert is stuck and does not rotate, is very small in this way. Furthermore, the Wear on the chisel holder significantly reduced compared to the wear that occurs in a Chisel holder occurs, which carries the chisel insert directly and in which the chisel insert rotates. It should be noted that the bit insert can be replaced as often as appears necessary during the chisel holder 10 has greatly improved wear properties and is nowhere near as often replaced must be, as has been the case so far. Rather, there are the basic wear areas on the bit bit, and the sleeve 18 will normally outlast many bit bits and pieces can also be easily replaced by yourself.

Claims

Patent claims:

1. Schräm- and drill bit fastening device for tunneling machines, in which a cylindrical chisel shank is rotatably arranged in the bore of a chisel holder firmly attached to the tool carrier, the chisel shank and the bore receiving it have shoulder seats assigned to one another to absorb the axial forces resulting from the tunneling work, and Locking elements are provided for axially holding the chisel shaft, characterized in that a sleeve (18) made of hardened and abrasion-resistant material is arranged in the bore (14) of the chisel holder (10) so that it can rotate against the advancing direction and is secured against movements in the axial direction, and that the chisel shaft (40) within the sleeve (18) is rotatably supported against the advancing direction and secured against movements in the axial direction.

2. Chisel fastening device according to claim 1, characterized in that the bore (14) of the chisel holder (10) in its area facing the chisel tip (14 a) has a larger diameter than in its area facing away from the chisel tip (14 b) and that the beveled The transition of the two bore areas (14 a, 14 b) is designed as a seat (16) for the shoulder (24) of the sleeve (18) which is designed according to the bore (14) and also has two areas (ISa, 18 b) with different diameters .

3. Measurement (befesli% \ iT \ ^ einrici \ tut \ g, according to claims 1 and 2, characterized in that the end part (18 b) of the sleeve (18) having the smaller cross section over the chisel holder (10) protrudes and in itself known

Way in this area a locking element (20/22) to secure against movements in having axial direction.

4. chisel fastening device according to claims 1 to 3, characterized in that the chisel shaft (40) has a beveled shoulder (42) in its area facing the chisel tip (56), with which it is correspondingly attached to a formed, provided on the edge of the sleeve (18) facing the chisel tip (56) Seat (32) is supported.

5. Chisel fastening device according to the claims 1 to 4, characterized in that the sleeve (40) has a groove (34) inside is in which a locking element (62, 64) provided on the chisel shank (40) is in the working position engages to secure against axial movement.

6. Chisel fastening device according to claim 5, characterized in that the Ri eg el element consists of an elastic, in one annular recess (60) of the chisel shaft (40) arranged metal band (62), which has stool (64).

1 sheet of drawings