DE19607229A1 - Magnethalter zum zeitweisen Fixieren von Schneidsegmenten an einem Grundkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Magnethalter zum zeitweisen Fixieren von Schneidsegmenten an einem Grundkörper, wobei wenigstens ein Permanentmagnet zwischen zwei miteinander verbundenen Polplatten angeordnet ist.

Es sind seit längerem rotierende Schneidwerkzeuge bekannt, welche einen zylindrischen Grundkörper und an diesem befestigte Schneidsegmente aufweisen. Der Grund­ körper kann beispielsweise ein Stahlrohr (Bohrkronenrohr) oder ein massiver Stahlkern (Trennscheibe) sein. Die Segmente, zumeist Hartmetall- oder Diamantschneidesegmen­ te, stehen außen seitlich etwas über den Grundkörper über und sind mit diesem verschweißt oder verlötet.

Die Qualität eines derartigen Schneidwerkzeuges wird durch seine Schneidleistung, Standzeit und Feinheit der Schnittfläche bestimmt. Die Güte des Schnitts genauso wie die Schneidleistung und die Standzeit werden wesentlich durch die lagegenaue Positionierung der Schneidsegmente auf dem Grundkörper bestimmt.

Um die Schneidsegmente lagegenau auf dem Grundkörper zu befestigen, sind seit längerem Magnethalter 101 bekannt, welche ein zeitweises Fixieren der Schneidsegmente an dem Grundkörper während des Schweiß- oder Lötvorganges ermöglichen. Ein derartiger bekannter Magnethalter 101 ist beispielsweise perspektivisch in Fig. 4 dargestellt. Ein solcher Magnethalter 101 besteht aus einem formge­ schliffenen Permanentmagneten, der durch seine Haltekraft das Schneidsegment lagegenau an dem Grundkörper während des Löt- oder Schweißvorgangs fixiert.

Dieser Magnethalter 101 weist zwar bei einer kleinen Baugröße noch eine hinreichende Magnethaltekraft auf. Es ist jedoch nachteilig, daß ein solcher, aus einem harten und spröden Permanentmagnet-Werkstoff bestehender Magnethalter 101 sehr bruchempfindlich ist. Darüber hinaus ist der Magnethalter 101 während des Schweiß- oder Lötprozesses einer sehr großen Erwärmung ausgesetzt, die dazu führen kann, daß der Permanentmagnet seine Magneti­ sierung und dadurch auch seine Haltefähigkeit verlieren kann. Darüber hinaus besteht bei einem solchen Magnethal­ ter 101 die Gefahr, daß der Magnethalter beim Löten durch ausfließendes Lot mit dem Grundkörper verbunden wird.

Um diese Nachteile zu beseitigen, ist es bekannt, einen oder mehrere Permanentmagneten 200 zwischen zwei Pol­ platten 110 anzuordnen, wobei die Polplatten 110, 120 miteinander sowie mit dem oder den Magneten 200 mittels Schraubverbindungen miteinander verbunden sind (vgl. Fig. 5) . Die Polplatten 110 bestehen hierbei gewöhnlich aus Weicheisen. Durch die Anordnung des oder der Permanentma­ gneten 200 zwischen den Polplatten 110, 120 wird zwar er­ reicht, daß die Permanentmagneten 200 nicht dem direkten Einfluß der Schweiß- oder Lötflammen ausgesetzt sind. Nachteilig bei einem derartigen Magnethalter 102 ist es jedoch, daß verhältnismäßig große Permanentmagnete 200, zumeist Ferritmagnete, eingesetzt werden müssen, um die Magnetkraft über die Polplatten 110, 120 auf den Grund­ körper übertragen zu können. Derartige Magnethalter 102 sind daher, durch ihre Baugröße bedingt, nicht für kleine Grundkörper geeignet. Darüber hinaus liegen bei einem derartigen Magnethalter 102 die beiden Polplatten 110, 120 im wesentlichen mit ihren gesamten Längskanten an dem Grundkörper an. Nachteilig hierbei ist, daß praktisch keine plane Auflage der beiden, starr mitein­ ander verbundenen Polplatten 110, 120 auf dem Grundkörper erzielt werden kann. Dies kann zu einer Lageveränderung des Magnethalters 102 und dadurch auch des fixierten Schneidsegments auf dem Grundkörper aufgrund der ther­ misch bedingten Längenänderung des Grundkörpers während des Löt- oder Schweißvorganges führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Magnethalter der gattungsgemäßen Art derart zu verbes­ sern, daß dieser bei einfacher Herstellung eine la­ gegenaue Fixierung des Schneidsegments auf dem Grundkör­ per während des Schweiß- oder Lötprozesses ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einem Magnethalter zum zeitweisen Fixieren von Schneidsegmenten an einem Grundkörper der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß an den Kanten der Polplatten jeweils über- und unterhalb des wenigstens einen Magneten Auflagefüße vorgesehen sind, über welche der größte Teil der Magnethaltekräfte auf den Grundkörper übertragen werden.

Die Anordnung dieser Auflagefüße hat den besonders großen Vorteil, daß der Magnethalter lediglich durch diese Auflagefüße an dem während des Löt- oder Schweißprozesses stark erhitzten Grundkörper aufliegt. Dies ermöglicht zum einen eine besonders exakte Positionierung des Schneidseg­ ments an dem Grundkörper, da der Magnethalter an dem Grundkörper auch dann noch sehr gut anliegt, wenn dieser sich erwärmt oder zusammenzieht. Zum anderen wird dadurch, daß der Magnethalter nur an den Auflagefüßen an dem Grundkörper anliegt, eine große Wärmeübertragung vom während des Löt- oder Schweißprozesses erwärmten Grund­ körper auf den Magneten verhindert.

Die Auflagefüße könnten rein prinzipiell auf die unter­ schiedlichste Art und Weise an dem Magnethalter befestigt werden. So könnten die Auflagefüße beispielsweise an die Polplatten geschraubt sein. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, daß die Auflagefüße jeweils einstückig mit den Polplatten verbunden sind. Hierdurch erübrigt sich nicht nur eine zusätzliche Montage der Auflagefüße an den Polplatten, sondern es wird auch eine besonders gute Übertragung der Magnethaltekraft auf den Grundkörper erzielt.

Hinsichtlich der Gestalt und Größe der Auflagefüße sind die unterschiedlichsten Ausführungsformen denkbar. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, daß die Auflagefüße eine kleine Grundfläche aufweisen, da hierdurch sehr wirkungsvoll der Wärmestrom vom erwärmten Grundkörper auf die Polplatten und damit den oder die Permanentmagneten begrenzt und gleichzeitig eine sehr exakte Positionierung der Polplatten an dem Grundkörper ermöglicht wird.

Insbesondere um die Schneidsegmente präzise an dem Grundkörper zu positionieren, weist jede Polplatte vorteilhafterweise wenigstens an ihrem oberen Ende wenigstens eine gegenüber den Auflagefüßen zurückver­ setzte Auflagefläche auf.

Insbesondere hinsichtlich einer universellen Verwendung des Magnethalters ist es besonders vorteilhaft, daß jede Polplatte sowohl an ihrem oberen als auch an ihrem unteren Ende jeweils zwei mit unterschiedlichen Abständen gegenüber den Auflagefüßen zurückversetzte Auflageflächen aufweist.

Insbesondere um zu vermeiden, daß beim Anlöten der Schneidsegmente an dem Grundkörper der Magnethalter durch abfließendes Lot mit dem Grundkörper verbunden wird, weist jede Polplatte jeweils unterhalb jeder Auflageflä­ che eine Ausnehmung auf. Diese Ausnehmung verhindert sehr wirkungsvoll die Verbindung des Magnethalters mit dem Grundkörper durch abfließendes Lot. Darüber hinaus wird dadurch, daß die Polplatten im Bereich dieser Ausnehmun­ gen dünner sind, zusätzlich ein Wärmetransport vom erwärmten Schneidsegment auf den oder die Magneten eingeschränkt.

Um insbesondere auch dann noch ein präzises Anliegen des Magnethalters an dem Grundkörper zu ermöglichen, wenn dieser nicht exakt parallel zur Achse des Grundkörpers an diesem anliegt und/oder um Unebenheiten des Grundkörpers auszugleichen, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß der wenigstens eine Permanentmagnet und die Polplatten derart mit Spiel miteinander verbunden sind, daß der Permanent­ magnet und/oder die Polplatten begrenzt gegeneinander beweglich sind. Hierdurch wird erreicht, daß die kleinen Auflageflächen der Auflagefüße immer plan an dem Grundkör­ per anliegen - selbst dann noch, wenn der Magnethalter nicht exakt parallel zur Achse des Grundkörpers, d. h. leicht verdreht oder verkippt zu dieser Achse angeordnet ist.

Als Permanentmagneten können die unterschiedlichsten Magneten zum Einsatz kommen. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, daß der oder die Permanentmagnet(en) Samarium- Kobalt-Magnete sind. Derartige Samarium-Kobalt-Magnete weisen ein wesentlich höheres Energieprodukt und eine wesentlich höhere Magnetkraft auf als beispielsweise Ferritmagnete.

Die Polplatten selbst bestehen vorzugsweise aus Stahl.

Insbesondere um eine Korrosion der Polplatten zu verhin­ dern und um darüber hinaus zu verhindern, daß abfallendes Lot an den Polplatten haftet, sind die Polplatten vorteilhafterweise verchromt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegen­ stand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichneri­ schen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 perspektivisch die Anordnung eines erfindungs­ gemäßen Magnethalters an einem Grundkörper;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Darstellung eines an einem Grundkörper angeordneten erfindungs­ gemäßen Magnethalters;

Fig. 3 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Magnethalters;

Fig. 4 einen aus dem Stand der Technik bekannten Magnethalter und

Fig. 5 einen weiteren aus dem Stand der Technik bekannten Magnethalter.

Ein Ausführungsbeispiel eines Magnethalters 10, darge­ stellt in Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3, umfaßt zwei Pol­ platten 11, 12, zwischen denen ein Permanentmagnet 20 angeordnet ist. Jeweils über- und unterhalb des Perma­ nentmagneten 20 sind an den Kanten der Polplatten 11, 12 Auflagefüße 13 angeformt, die eine verhältnismäßig kleine Grundfläche aufweisen (vgl. Fig. 3). Mit diesen Auflage­ füßen 13 liegen die Polplatten 11, 12 an einem Grundkör­ per 50 an.

An ihrem oberen und unteren Ende weisen die Polplatten 11, 12 Auflageflächen 14, 15, 16, 17 auf, die mit unter­ schiedlichen Abständen d₁, d₂, d₃, d₄ gegenüber den Auflagefüßen 13 zurückversetzt sind. Diese Auflageflächen 14, 15, 16, 17 dienen der Anlage eines Schneidsegments 40, beispielsweise eines Hartmetall- oder Diamantschnei­ desegments, welches mit dem Grundkörper 50 verlötet oder verschweißt werden soll. Zum leichten Auffinden der unterschiedlich zurückversetzten Auflageflächen 14, 15, 16, 17 sind in den Polplatten 11, 12 Markierungen A, B vorgesehen.

Jeweils unterhalb der Auflageflächen 14, 15, 16, 17 ist in den Polplatten 11, 12 eine Ausnehmung 18 vorgesehen, durch welche verhindert wird, daß abfließendes Lot eine Lötverbindung zwischen den Polplatten 11, 12 und dem Grundkörper 50 erzeugt. Darüber hinaus wird durch die durch diese Ausnehmung 18 geschaffene Verjüngung der Polplatten 11, 12 eine Wärmetransport von der im Bereich des Schneidsegments 40 angeordneten Schweiß- oder Lötzone auf den Permanentmagneten 20 vermieden.

Die Polplatten 11, 12 sind miteinander mittels im Bereich der Ausnehmungen 18 angeordneter Lagerhülsen 19 derart mit Spiel miteinander verbunden, daß der Permanentmagnet 20 und/oder die Polplatten 11, 12 begrenzt gegeneinander beweglich sind. Durch diese nicht starre Befestigung der Polplatten wird erreicht, daß der Magnethalter 10 immer an dem Grundkörper 50 anliegt. Insbesondere liegt der Magnethalter 10 auch dann noch mit seinen Auflagefüßen 13 plan am Grundkörper an, wenn der Magnethalter 10 nicht exakt parallel zur Achse des Grundkörpers 50, d. h. etwas aus der Achsrichtung heraus verdreht oder verkippt am Grundkörper 50 angeordnet ist.

Darüber hinaus wird durch die im Bereich der Ausnehmungen 18 angeordneten Lagerhülsen 19 erreicht, daß die Pol­ platten 11, 12 in diesem Bereich, bedingt durch die Lagerhülsen 19 und die Ausnehmungen 18, lediglich zwei Stege 19a aufweisen, welche einen Wärmestrom von dem stark erwärmten Schneidsegment 40 auf den Permanentmagne­ ten 20 wirkungsvoll begrenzen.

Um eine Korrosion der Polplatten 11, 12 zu verhindern und um darüber hinaus zu verhindern, daß abfallendes Lot an den Polplatten haftet und dadurch eine Lötverbindung zwischen diesen und dem Grundkörper 50 entsteht, sind die Polplatten 11, 12 verchromt. Die Polpatten 11, 12 selbst bestehen aus gewöhnlichem Baustahl, wohingegen der Permanentmagnet 20 ein Samarium-Kobalt-Magnet ist, der eine sehr hohe Magnetisierung und in Folge davon eine sehr hohe Magnethaltekraft aufweist.

Der obenbeschriebene Magnethalter 10 hat den Vorteil, daß er aufgrund seiner lediglich vier Auflagefüße 13 eine präzise Positionierung des Schneidsegments 40 an dem Grundkörper 50 ermöglicht. Diese Positionierung bleibt auch erhalten, wenn sich der Grundkörper 50, beispiels­ weise bei einer Erwärmung, ausdehnt oder beim Abkühlen zusammenzieht. Durch die Auflagefüße 13 wird insbesondere verhindert, daß die Polplatten 11, 12 und damit der Magnethalter 10 bei einer Formänderung des Grundkörpers 50 aufgrund der Erwärmung oder Abkühlung vom Grundkörper 50 wegkippt oder seine und damit auch die Position des Schneidsegments 40 auf andere Weise verändert, wie es beispielsweise bei dem aus dem Stand der Technik bekann­ ten, in Fig. 5 dargestellten Magnethalter der Fall ist.

Claims (11)

1. Magnethalter zum zeitweisen Fixieren von Schneidsegmenten an einem Grundkörper, wobei wenigstens ein Permanentmagnet zwischen zwei miteinander verbundenen Polplatten angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kanten der Polplatten (11, 12) jeweils über- und unterhalb des wenigstens einen Permanentmagneten (20) Auflagefüße (13) vorgesehen sind, über welche der größte Teil der Magnethaltekräfte auf den Grundkörper (50) übertragen werden.

2. Magnethalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Auflagefüße (13) jeweils einstückig mit den Polplatten (11, 12) verbunden sind.

3. Magnethalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auflagefüße (11, 12) eine kleine Grundfläche aufweisen.

4. Magnethalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Polplatte (11, 12) wenigstens an ihrem oberen Ende wenigstens eine gegenüber den Auflagefüßen (13) zurückversetzte Auflagefläche (14, 15, 16, 17) aufweist.

5. Magnethalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß jede Polplatte (11, 12) sowohl an ihrem oberen als auch an ihrem unteren Ende jeweils zwei mit unterschiedlichen Abständen (d₁, d₂, d₃, d₄) gegenüber den Auflagefüßen (13) zurückversetzte Auflageflächen (14, 15; 16, 17) aufweist.

6. Magnethalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Polplatte jeweils unterhalb jeder Auflagefläche (14, 15; 16, 17) eine Ausnehmung (18) aufweist.

7. Magnethalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Permanentmagnet (20) und die Polplatten (11, 12) derart mit Spiel miteinander verbunden sind, daß der Permanentmagnet (20) und/oder die Polplatten (11, 12) begrenzt gegeneinander beweglich sind.

8. Magnethalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Polplatten (11, 12) durch zwei etwa in Höhe der Ausnehmungen (18) angeordnete Lagerhülsen (19) miteinander verbunden sind.

9. Magnethalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Permanentmagnet (20) ein Samarium-Kobalt-Magnet ist.

10. Magnethalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Polplatten (11, 12) verchromt sind.

11. Magnethalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Polplatten (11, 12) aus Stahl bestehen.