DE19735611C1 - Halter zum zeitweisen Fixieren von anschweiß- oder anlötbaren Schneidsegmenten an einem Grundkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Halter zum zeitweisen Fixieren von anschweiß- oder anlötbaren Schneidsegmenten an einem Grundkörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind seit längerem rotierende Schneidwerkzeuge bekannt, welche einen zylindrischen Grundkörper und an diesem befestigte Schneidsegmente aufweisen. Der Grundkörper kann beispielsweise ein Stahlrohr (Bohrkronenrohr) oder ein massiver Stahlkern (Trennscheibe) sein. Die Segmente, zumeist Hartmetall- oder Diamantschneidsegmente, 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 bekannt, welche ein zeitweises Fixieren der Schneidsegmente und des Halters an dem Grundkörper während des Schweiß- oder Lötvorganges ermöglichen. Ein derartiger Halter besteht aus einem formgeschliffenen Permanentmagneten, der durch seine magnetische Haltekraft das anschweiß- oder anlötbare Schneidsegment lagegenau an dem Grundkörper während des Löt- oder Schweißvorgangs fixiert. Das Schneidsegment muß notwendigerweise aus magnetischen oder magnetisierbaren Material bestehen, damit es von dem Halter gehalten werden kann.

Weiter ist ein Halter bekannt, bei dem ein oder mehrere Permanentmagnete zwischen zwei Polplatten angeordnet sind, wobei die Polplatten in der Regel aus Weicheisen bestehen. Auch mit diesem Halter lassen sich nur magnetische bzw. magnetisierbare Schneidsegmente halten.

In jüngster Zeit kommen jedoch zunehmend Schneidsegmente zum Einsatz, die aus nicht magnetisierbarem bzw. unmagnetischem Material bestehen. Die bekannten Magnethalter sind daher nicht einsetzbar.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen Halter bereitzustellen, mit dem nichtmagnetische Schneidsegmente zum Anlöten oder Anschweißen an den Grundkörper schnell und einfach lagegenau fixierbar sind. Auch sollten magnetische bzw. magnetisierbare Schneidsegmente weiterhin mit dem erfindungsgemäßen Halter fixierbar sein.

Diese Aufgabe wird bei einem Halter der eingangs beschriebenen Art zum zeitweisen Fixieren von anschweiß- oder anlötbaren Schneidsegmenten an einem Grundkörper dadurch gelöst, daß ein am Halter festgelegtes Haltemittel vorgesehen ist, das zum Fixieren das Schneidsegment gegen den Grundkörper drückt. Der Halter selbst ist über magnetische Haltekräfte am Grundkörper festgelegt. Das Schneidsegment jedoch ist ohne magnetische Haltekraft lediglich mit dem Haltemittel fixierbar, da dieses das Schneidsegment gegen den Grundkörper drückt und das Schneidsegment damit mechanisch zwischen Haltemittel und Grundkörper eingeklemmt ist. Schneidsegmente mit magnetischem oder magnetisierbarem Material sind weiterhin mit dem erfindungsgemäßen Halter zusätzlich über magnetische Haltekräfte fixierbar. Der erfindungsgemäße Halter ist damit universell für jede Art von Schneidsegment einsetzbar.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Halters besteht darin, daß das Schneidsegment - ob magnetisch oder unmagnetisch - mit einer gewissen Kraft gegen den Grundkörper gedrückt wird. Es wird vermehrt mit Lotfolien gearbeitet, die vor dem Lötvorgang zwischen Schneidsegment und Grundkörper eingelegt werden. Beim Löten wird dann die Lotfolie geschmolzen und das Schneidsegment aufgrund der durch den erfindungsgemäßen Halter ausgeübten Kraft auf das Schneidsegment in Richtung auf den Grundkörper immer in die richtige Position gedrückt. Die Schneidsegmente sind dann stets lagegenau angelötet.

Bevorzugt ist das Haltemittel als ein vom Halter in etwa in Richtung des Grundkörpers abragender Haltefinger aus federelastischem Material ausgebildet. Dann muß der Halter selbst nicht lagegenau an dem Grundkörper angelegt werden, da die lagegenaue Fixierung des Schneidsegments sich automatische durch die auf das Schneidsegment ausgeübte Federkraft ergibt.

Wenn der Haltefinger an seinem freien Ende in Richtung auf das zu fixierende Schneidsegment leicht abgewinkelt ist, läßt sich erreichen, daß das Schneidsegment nicht nur gegen den Grundkörper sondern mit einer Kraftkomponente auch gegen den Halter gedrückt wird. Dadurch ist das Schneidsegment in seiner Lage besser fixiert.

In einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung ist das federelastische Haltemittel als eine Biegefeder ausgebildet, wobei bevorzugt wenigstens ein Ende der Biegefeder tangential von der Biegefeder abragt und den Haltefinger bildet. Eine derartige Ausbildung ist kostengünstig, da eine Biegefeder in einfacher Weise an dem Halter festlegbar ist.

Wenn die Biegefeder in ihrer Umfangsrichtung drehbeweglich auf einer Welle gehalten ist und beide Schraubenenden jeweils einen Haltefinger bilden und zum Fixieren jeweils eines der Enden am Halter auf einer Abstützfläche abgestützt ist, während das andere Ende das Schneidsegment fixiert, kann der erfindungsgemäße Halter beidseitig verwendet werden. Zum Anlegen und Fixieren des Schneidsegmentes an einer Seite des Halters muß die Feder nur in die entsprechende Position gedreht werden.

Bevorzugt ist dann die Abstützfläche gegenüber einer Auflagefläche des Halters, mit der der Halter an dem Grundkörper aufliegt, zurückversetzt, damit der Halter exakt nur mit seiner Auflagefläche am Grundkörper anliegt.

Es sind Halter bekannt, die zwei Polplatten aufweisen, zwischen denen der wenigstens eine Permanentmagnet angeordnet ist. Die darüberhinaus zwischen den Polplatten vorgesehenen Lagerhülsen können in einfacher Weise als Welle für die Feder dienen.

Um insbesondere auch dann noch ein präzises Anliegen des Halters 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 Permanentmagnet und/oder die Polplatten begrenzt gegeneinander beweglich sind. Hierdurch wird erreicht, daß die Auflageflächen der Polplatten immer an dem Grundkörper 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.

Vorteilhafterweise sind an Auflagekanten der Polplatten Auflagefüße vorgesehen, über welche der größte Teil der Magnethaltekräfte auf den Grundkörper übertragen wird. Die Anordnung dieser Auflagefüße hat den besonders großen Vorteil, daß der Halter lediglich durch diese Auflagefüße an dem während des Löt- oder Schweißprozesses stark erhitzten Grundkörper anliegt. Dies ermöglicht zum einen eine besonders exakte Positionierung des Schneidsegments an dem Grundkörper, da der Halter an dem Grundkörper auch dann noch sehr gut anliegt, wenn dieser sich erwärmt oder zusammenzieht. Zum anderen wird dadurch, daß der Halter nur an den Auflagefüßen an dem Grundkörper anliegt, eine große Wärmeübertragung vom während des Löt- oder Schweißprozesses erwärmten Grundkörper auf den Magneten verhindert.

Die Auflagefüße könnten rein prinzipiell auf die unterschiedlichste Art und Weise an dem Halter 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 einen Ende wenigstens eine gegenüber den Auflagefüßen zurückversetzte Anlagefläche auf, an der jeweils das Schneidsegment anliegt.

Insbesondere hinsichtlich einer universellen Verwendung des Halters ist es besonders vorteilhaft, daß jede Polplatte sowohl an ihrem einen als auch an ihrem anderen Ende jeweils zwei mit unterschiedlichen Abständen gegenüber den Auflagefüßen zurückversetzte Anlageflächen aufweist.

Insbesondere um zu vermeiden, daß beim Anlöten der Schneidsegmente an dem Grundkörper der Halter durch abfließendes Lot mit dem Grundkörper verbunden wird, weist jede Polplatte zwischen Anlagefläche und Auflagefuß eine Ausnehmung auf. Diese Ausnehmung verhindert sehr wirkungsvoll die Verbindung des Halters mit dem Grundkörper durch abfließendes Lot. Darüber hinaus wird dadurch zusätzlich ein Wärmetransport vom erwärmten Schneidsegment auf den oder die Magneten eingeschränkt.

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 verhindern und um darüber hinaus zu verhindern, daß abfallendes Lot an den Polplatten haftet, sind die Polplatten vorteilhafterweise verchromt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein perspektivische Darstellung der Anordnung eines erfindungsgemäßen Halters an einem Grundkörper;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Darstellung der Anordnung aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Halters aus Fig. 1.

Ein Ausführungsbeispiel eines Halters 10, dargestellt in Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3, umfaßt zwei Polplatten 11, 12, zwischen denen ein Permanentmagnet 20 angeordnet ist. Die Polplatten 11, 12 stehen über Enden des Permagnetmagnets 20 über. In den überstehenden Bereichen der Polplatten 11, 12 sind an den Kanten der Polplatten 11, 12 Auflagefüße 13 angeformt, die eine verhältnismäßig kleine Grundfläche aufweisen (vgl. Fig. 3). Mit diesen Auflagefüßen 13 liegen die Polplatten 11, 12 an einem Grundkörper 50 an. Jeweils zwei gegenüberliegende Kanten jeder Polplatte 11, 12 weisen jeweils zwei der Auflagefüße 13 auf. Jeweils vier auf der gleichen Seite des Halters 10 gelegene Auflagefüße 13 bilden eine Auflagefläche mit der der Halter 10 an dem Grundkörper 50 anliegt.

Jeweils an ihren Enden weisen die Polplatten 11, 12 Anlageflächen 14, 15, 16, 17 auf, die mit unterschiedlichen Abständen d₁, d₂, d₃, d₄, gegenüber den Auflagefüßen 13 zurückversetzt sind. Diese Anlageflächen 14, 15, 16, 17 dienen der Anlage eines Schneidsegments 40, beispielsweise eines Hartmetall- oder Diamantschneidsegments, welches mit dem Grundkörper 50 verlötet oder verschweißt werden soll. Das Schneidsegment 40 kann aus magnetischen oder unmagnetischen bzw. magnetisierbarem oder nicht magnetisierbarem Material bestehen. Zum leichten Auffinden der unterschiedlich zurückversetzten Anlageflächen 14, 15, 16, 17 sind in den Polplatten 11, 12 Markierungen A, B vorgesehen.

Jeweils zwischen Anlagefläche 14 bzw. 15 bzw. 16 bzw. 17 und Auflagefuß 13 ist jeweils 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 ein 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 Halter 10 immer an dem Grundkörper 50 anliegt. Insbesondere liegt der Halter 10 auch dann noch mit seinen Auflagefüßen 13 fest am Grundkörper an, wenn der Halter 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 Polplatten 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 Permanentmagneten 20 wirkungsvoll begrenzen.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Halters 10 weist erfindungsgemäß ein am Halter 10 festlegbares Haltemittel 60 auf, das zum Fixieren das Schneidsegment 40 gegen den Grundkörper 50 drückt. In der in Fig. 1 dargestellten Anordnung wird das Schneidsegment 40 gegen eine Stirnkante eines Bohrkronenrohres (Grundkörper 50) gedrückt. Durch den ausgeübten Druck ist das Schneidsegment 40 zwischen dem Haltemittel 60 und dem Grundkörper 50 eingeklemmt gehalten, so daß auch unmagnetische Schneidsegmente gehalten werden. Dazu weist das Haltemittel 60 bevorzugt einen in etwa in Richtung auf den Grundkörper 50 abragenden Haltefinger 61 aus federelastischem Material auf.

Das Haltemittel 60 ist bevorzugt als eine auf der als Welle dienenden Lagerhülse 19 gehaltene Biegefeder 62 ausgebildet. Enden 64 und 66 der Biegefeder 62 ragen tangential von der Biegefeder 62 ab. Während des Fixierens bildet, wie in der Zeichnung dargestellt, das eine Ende 64 den Haltefinger 61 und fixiert das Schneidsegment 40, während das andere Ende 66 an einer Abstützfläche 68 abgestützt ist. Die Abstützfläche 68 wird vorteilhafterweise durch eine Kante des Permanentmagneten 20 gebildet.

Der Haltefinger 61, also das Ende 64, ist in Richtung auf das zu fixierende Schneidsegment 40 leicht abgewinkelt, um so auf das Schneidsegment 40 zum besseren Fixieren auch eine Kraft in Richtung auf die Anlagefläche 14 auszuüben (Fig. 1 und 2).

Die Biegefeder 62 ist auf der als Welle dienenden Lagerhülse 19 mit Spiel drehbeweglich gehalten, so daß das Schneidsegment 40, wenn dies gewünscht ist, auch an der Anlagefläche 15, die einen Abstand d₂ zur Auflagefläche hat, angelegt und an dem Grundkörper 50 fixiert werden kann. Die Biegefeder 62 muß dann lediglich auf der Welle entsprechend gedreht werden, so daß dann das Ende 66 den Haltefinger 61 bildet und das Ende 64 jetzt an dem eine weitere Abstützfläche 69 bildenden Permanentmagnet 20 abgestützt ist.

Selbstverständlich kann an dem anderen, in der Zeichnung unteren Ende des Halters 10 ebenfalls eine identisch ausgebildete Biegefeder 70 vorgesehen sein. Sie ist bei Nichtgebrauch, wie in Fig. 2 dargestellt, auf der Lagehülse so gehalten, daß ihr eines dem Grundkörper zugewandte Ende 72 an dem die Abstützfläche 69 bildenden Permanentmagnet 20 anliegt. Damit das leicht abgewinkelte Ende 72 dann nicht über die Auflagefläche hinausragt, ist die Abstützfläche 69, also der Permanentmagnet 20, gegenüber der Auflagefläche des Halters 10 etwas zurückversetzt. Gleiches gilt in symmetrischer Weise für die Abstützfläche 68, die ebenso zurückversetzt ist.

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 Polplatten 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 Halter 10 hat neben dem Halten auch unmagnetischer Schneidsegmente den weiteren 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, beispielsweise bei einer Erwärmung, ausdehnt oder beim Abkühlen zusammenzieht. Durch die Auflagefüße 13 wird insbesondere verhindert, daß die Polplatten 11, 12 und damit der Halter 10 bei einer Formänderung des Grundkörpers 50 aufgrund der Erwärmung oder Abkühlung vom Grundkörper 50 wegkippt oder seine und damit auch die Positon des Schneidsegments 40 auf andere Weise verändert.

Claims (16)

1. Halter zum zeitweisen Fixieren von anschweiß- oder anlötbaren Schneidsegmenten (40) an einem Grundkörper (50), mit wenigstens einem Permanentmagnet (20) zum Festlegen des Halters (10) an dem Grundkörper (50), gekennzeichnet durch ein am Halter (10) festgelegtes Haltemittel (60), das zum Fixieren das Schneidsegment (40) gegen den Grundkörper (50) drückt.

2. Halter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel (60) einen vom Halter (10) in etwa in Richtung des Grundkörpers (50) abragenden Haltefinger (61) aus federelastischem Material aufweist.

3. Halter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltefinger (61) an seinem freien Ende in Richtung auf das zu fixierende Schneidsegment (40) leicht abgewinkelt ist.

4. Halter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das federelastische Haltemittel (60) eine Biegefeder (62) ist.

5. Halter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Ende (64) der Biegefeder (62) tangential von der Biegefeder (62) abragt und den Haltefinger (61) bildet.

6. Halter nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegefeder (62) in ihrer Umfangsrichtung drehbeweglich auf einer Welle gehalten ist und beide Schraubenenden (64 und 66) jeweils einen Haltefinger (61) bilden und zum Fixieren jeweils eines der Enden (66 bzw. 64) am Halter auf einer Abstützfläche (68 bzw. 69) abgestützt ist, während das andere Ende (64 bzw. 66) das Schneidsegment (40) fixiert.

7. Halter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützfläche (68, 69) gegenüber einer Auflagefläche des Halters (10), mit der der Halter (10) am Grundkörper (50) aufliegt, zurückversetzt ist.

8. Halter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle gebildet ist durch eine Lagerhülse (19), mit der zwei Polplatten (11, 12) verbunden sind, zwischen denen wenigstens ein Permanentmagnet (20) angeordnet ist.

9. Halter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der 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.

10. Halter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß an Auflagekanten der Polplatten (11, 12) jeweils Auflagefüße (13) vorgesehen sind, über welche der größte Teil der Magnethaltekräfte auf den Grundkörper (50) übertragen wird.

11. Halter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polplatten (11, 12) wenigstens eine gegenüber der Auflagefläche zurückversetzte Anlagefläche (14, 15, 16, 17) aufweist.

12. Halter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Polplatte (11, 12) sowohl an ihrem einen als auch an ihrem anderen Ende jeweils zwei mit unterschiedlichen Abständen (d₁, d₂, d₃, d₄) gegenüber den Auflagefüßen (13) zurückversetzte Anlageflächen (14, 15; 16, 17) aufweist.

13. Halter nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede Polplatte (11, 12) an ihren Anlagekanten jeweils zwischen Anlagefläche (14, 15; 16, 17) und Auflagefuß (13) eine Ausnehmung (18) aufweist.

14. Halter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (20) ein Samarium-Kobalt- Magnet ist.

15. Halter nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Polplatten (11, 12) verchromt sind.

16. Halter nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Polplatten (11, 12) aus Stahl bestehen.