DE19781717B4

DE19781717B4 - Halterung für eine Schrämpicke

Info

Publication number: DE19781717B4
Application number: DE19781717A
Authority: DE
Inventors: Michael Lee O'neill
Original assignee: Joy MM Delaware Inc
Current assignee: Joy MM Delaware Inc
Priority date: 1996-04-16
Filing date: 1997-04-09
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2017-04-10
Also published as: AU2449797A; AU712045B2; GB2327446B; RU2162522C2; WO1997039221A1; DE19781717T1; GB2327446A; GB9819009D0; CN1216594A; CN1082606C; US5725283A

Abstract

Vorrichtung zum Haltern einer Schrämpicke, die einen langgestreckten Schaft und eine Schulter hat, an einem in einer Schrämrichtung bewegbaren Schrämelement in einer Pickenhalterung, die einen Basisbereich und einen Körperbereich hat, wobei der Basisbereich zur Anbringung an dem Schrämelement ausgebildet ist, der Körperbereich ein hinteres Ende, das von der Schrämrichtung weg weist, und ein vorderes Ende hat, das in die Schrämrichtung weist, wobei der Körperbereich ferner eine Kontaktfläche und eine mit der Schrämpicke koaxiale Öffnung hat, die von dem vorderen Ende in Richtung zu dem hinteren Ende verläuft und eine innere Oberfläche definiert, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
ein Hülsenelement, das einen ringförmigen Körperteil und einen an einem Ende des Körperteils befindlichen Bund hat, wobei der Körperteil ausgebildet ist zur Aufnahme in der Öffnung in dem Körperbereich durch das vordere Ende des Körperbereichs, wobei der Körperteil eine äußere Oberfläche definiert, die einen ersten konisch verjüngten Bereich angrenzend an den Bund...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Halterungen für Schrämpicken des Typs, der zum Lösen von Gut wie Kohle und dergleichen aus untertägigen Lagerstätten verwendet wird, und speziell eine Schrämmaschinen-Pickenhalterung, die eine Pickenhalterung aufweist, die an einer rotierenden Schrämwalze angebracht ist und eine eingepreßte auswechselbare Hülse zur drehbaren Aufnahme einer Schrämpicke aufnimmt.

Beschreibung des Hintergrunds der Erfindung

In der Materialgewinnungsindustrie ist es charakteristisch, eine Schrämvorrichtung zu verwenden, die eine vertikal bewegbare rotierende Schrämwalze aufweist, an der Schrämpicken angebracht sind. Durch die Drehbewegung der Schrämwalze und die Bewegung der Schrämmaschine in das zu gewinnende Material wird das Material zur Weiterverarbeitung gewonnen.

Es ist wohlbekannt, daß diese Schrämpicken und ihre Halterungen während des Gewinnungsvorgangs erheblichen Beanspruchungen unterliegen. Diese Beanspruchungen treten axial, vertikal und quer relativ zu der Schrämpicke auf. Daher erfordern bei normalen Abbauvorgängen die Schrämpicken eine häufige Auswechslung infolge von Verschleiß oder Bruch. Schrämpicken müssen häufig sogar täglich ausgewechselt werden. Angesichts dieser Bedingungen werden bisher die Anstrengungen darauf gerichtet, leicht auswechselbare Schräm picken vorzusehen, die mit einem Minimum an Aufwand aus ihren Halterungen entfernt werden können.

Da die Pickenhalteeinrichtungen nicht die Hauptelemente sind, mit denen Material vom Ortsstoß entfernt wird, sind die Pickenhalteeinrichtungen allgemein durch eine längere Standzeit gekennzeichnet. Als solche sind Pickenhaltesysteme entwickelt worden, die eine Pickenhalterung aufweisen, die die Schrämpicke festhält und die in der Schrämwalze der Schrämmaschine angebracht werden kann. Solche Pickenhalterungen erlauben zwar typischerweise der Schrämpicke eine Drehbewegung, um einen ungleichen Verschleiß an der Picke zu vermeiden, sie können aber alternativ die Schrämpicke auch in einer Position festlegen. Trotzdem unterliegen die Pickenhalterungen selber erheblichem Verschleiß am Ortsstoß, und ihr Bruch kann eine Auswechselung in Abständen von zwei bis sechs Monaten erforderlich machen. Wenn ferner die Pickenhalterungen so ausgebildet sind, daß sie eine Rotation der Picke zulassen, werden die Halteflächen der Pickenhalterung durch eine solche Relativbewegung rasch verschlissen, wodurch sie unbrauchbar werden. Es ist wohlbekannt, daß die Auswechselung von Pickenhalterungen in erheblichen Kosten und Abschaltzeiten für die kapitalintensiven Bergwerksmaschinen resultiert.

Bei einem Versuch, diese Probleme zu lösen, sind Pickenhalteeinrichtungen entwickelt worden, die eine austauschbare Hülse aufweisen, die zwischen der Pickenhalterung und der Schrämpicke angeordnet ist. Die Verwendung dieser Hülsen verlängert die Lebensdauer der Pickenhalterungen, indem der innere Verschleiß, dem die Pickenhalterung unterliegt, begrenzt wird. In der Vergangenheit waren die Hülsen entweder in der Pickenhalterung frei drehbar, oder sie waren permanent in einer Position relativ zu der Pickenhalterung festgelegt. Die Hülse vom drehbaren Typ hat eine längere Standzeit als eine nichtdrehbare Hülse infolge des gleichmäßigen Verschleißes an den Hülsenoberflächen, die mit dem Ortsstoß in Kontakt gelangen. Durch drehbare Hülsen werden jedoch die inneren Oberflächen der Pickenhalterungen, in denen sie rotieren, verschlissen und letztlich zerstört.

Bisher werden bestimmte nichtdrehbare Hülsen im Festsitz entlang der Gesamtlänge der Hülse an Ort und Stelle gehalten. Bei dieser Art von Festsitz ist es schwierig oder nahezu unmöglich, die Hülse im Feld zu entfernen. Beispielsweise sind Kräfte von mehr als 72.000 lbs. erforderlich, um einige Hülsen zu entfernen. Kräfte dieser Größenordnung können in extremen Umgebungen, in denen diese Schrämpicken zum Einsatz kommen, vernünftigerweise nicht erzeugt werden. Ich habe festgestellt, daß es nicht praktikabel wäre, einen Festsitz entlang der Gesamtlänge der Hülse vorzusehen, der ihre Abnahme unter annehmbaren Umständen zulassen würde, weil die Kosten für die dabei geforderten Fertigungstoleranzen untragbar sind.

In bestimmten Anwendungsfällen haben andere den Versuch gemacht, einen Festsitz unmittelbar zwischen der Pickenhalterung und einer Schrämpicke vorzusehen. Die Anmelderin nimmt zwar an, daß diese Lösungen unbefriedigend sind, weil keine Hülse vorhanden ist, um einen übermäßigen Verschleiß der Pickenhalterung zu verhindern, aber solche Konfigurationen sind in der US-PS 2 800 302 (McLennan) und der US-PS 3 143 177 (Galorneau et al.) gezeigt. Die Anmelderin ist der Ansicht, daß ein weiterer Grundfehler bei diesen Konstruktionen ihre Anwendung in Schrämpicken, die massiven axialen Belastungen ausgesetzt sind, verbietet. Bei diesen Konstruktionen sind die Festsitze von zwei (2) konischen Oberflächen an der Picke gebildet, die mit einer Bohrung in der Pickenhalterung in Eingriff sind. Da jedoch keine Schulter vorgesehen ist, um axialen Kräften standzuhalten, die während des Schrämvorgangs auftreten, wird davon ausgegangen, daß die axialen Kräfte, die beim Einsatz im Bergbau auftreten, dazu führen, daß die konischen Oberflächen die Pickenhalterung aufspalten.

Die oben angesprochenen Probleme werden von den Pickenhalterungsanordnungen gelöst, die in den eigenen US-PS'en 5 088 797 und 5 302 005 angegeben sind, deren Offenbarung hier summarisch eingeführt wird. Diese Patentschriften zeigen eine Hülse und eine Pickenhalterung, die so konstruiert sind, daß die Position der Hülse in bezug auf den Körperbereich der Pickenhalterung durch einen Festsitz auf solche Weise axial festgelegt werden kann, daß die Hülse manuell aus der Pickenhalterung entfernt werden kann. Solche "Einpreß"-Hülsen haben eine äußere, nach vorn weisende Ringschulter angrenzend an einen zylindrischen Körperbereich. Ein Ausrundungsradius ist charakteristisch dort geformt, wo die Ringschulter an den Körperbereich angrenzt. Der zylindrische Körperbereich wird in eine Öffnung in der Pickenhalterung gepreßt und darin durch einen Festsitz gehalten, der zwischen beiden erzeugt wird. Während der zylindrische Körperbereich in die Öffnung in der Pickenhalterung gepreßt wird, tendiert die steife Ringschulter dazu, einer solchen Verlagerung nach innen Widerstand entgegenzusetzen, was in der Ausbildung von hohen Scherspannungen am Fuß des Ausrundungsradius zwischen dem zylindrischen Körperbereich und der Ringschulter resultiert. Eine solche Ausbildung von Spannungen am Fuß des Ausrundungsradius kann zu einem vorzeitigen Ausfall der Hülse führen.

Es besteht daher ein Bedarf für eine Einpreßhülsenanordnung, die gegenüber den Standzeiten bekannter Einpreßhülsen von Pickenhalterungen eine verbesserte Standzeit hat.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Haltern einer Schrämpicke in einer Pickenhalterung, die an der drehbaren Walze oder dem Schrämelement einer Schrämmaschine anbringbar ist. Die Pickenhalterung umfaßt einen Basisbereich und einen Körperbereich. Der Körperbereich hat eine Öffnung, die zur Aufnahme einer Hülse ausgebildet ist. Die Hülse ist von einteiliger Konstruktion und umfaßt ein Körperelement und weist bevorzugt einen Bund auf, der an einem Ende eine Schulter bildet, um axiale Kräfte auf das Körperelement zu übertragen, während gleichzeitig Schutz für das Körperelement geboten ist. Ein erster konisch verjüngter Bereich ist bevorzugt in dem Körperelement angrenzend an den Bund vorgesehen. Ein zweiter konisch verjüngter Bereich ist in dem Bund angrenzend an das Körperelement vorgesehen und grenzt an den ersten konisch verjüngten Bereich an, um einen unterschnittenen Bereich zu schaffen, der dazu dient, die Spitzenbeanspruchung zu verringern, die sich dort entwickelt, wo der Bund und das Körperelement aufeinandertreffen. Die Hülse hat eine Durchgangsbohrung, um eine Schrämpicke mit verlängertem Schaft drehbar aufzunehmen.

Die Hülse und die Schrämpicke sind so konstruiert, daß die Rotation der Hülse in bezug auf den Körperbereich durch einen Festsitz zwischen beiden verhindert werden kann. Zusätzlich sind die Hülse und die Pickenhalterung so konstruiert, daß die Hülse in der Grube von dem Körperbereich mit minimalen Kraftaufwand entfernt werden kann, wenn eine Auswechslung angezeigt ist.

Entsprechend bietet die vorliegende Erfindung Lösungen für die oben genannten Probleme bei Pickenhaltevorrichtungen für Schrämmaschinen. Die vorliegende Erfindung sieht eine Hülse vor, die zur Aufnahme in einer Schrämpickenhalterung und zur Festlegung in ihrer Lage in bezug auf die Pickenhalterung mit Hilfe eines Festsitzes ausgebildet ist, der der Hülse erlaubt, manuell aus der Pickenhalterung entfernt zu werden. Aufgrund des Vorhandenseins eines unterschnittenen Bereichs in dem Bund und/oder dem Körperbereich der Hülse haben ferner die verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung längere Standzeiten als diejenigen, die für bekannte Hülsen charakteristisch sind.

Weiterbildungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den beigefügten Zeichnungen sind derzeit bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht; die Zeichnungen zeigen in:
1 eine Seitenansicht der Schrämpickenhaltevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Schrämpickenhaltevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 eine perspektivische Explosionsansicht einer Ausführungsform der Pickenhaltevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 eine perspektivische Gesamtansicht der Pickenhalterungsvorrichtung von 3;
5 eine auseinandergezogene Querschnittsansicht einer der Pickenhalterungsvorrichtungen von 3, wobei die Picke aus Gründen der Klarheit als massiver Körper gezeigt ist;
6 eine Querschnitts-Gesamtansicht der Pickenhalterungsvorrichtung von 3, wobei die Picke aus Gründen der Klarheit als massiver Körper gezeigt ist;
7 eine Seitenansicht der bevorzugten Hülse der 5 und 6;
8 eine Querschnittsansicht der Hülse von 7;
9 eine Seitenansicht einer anderen bevorzugten Hülse der vorliegenden Erfindung;
10 eine Querschnittsansicht der Hülse von 9;
11 eine Seitenansicht einer anderen bevorzugten Hülse der vorliegenden Erfindung;
12 eine Querschnittsansicht der Hülse von 11;
13 eine Seitenansicht einer anderen bevorzugten Hülse der vorliegenden Erfindung; und
14 eine Querschnittsansicht der Hülse von 13.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen die Darstellungen nur der Verdeutlichung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung dienen und sie nicht einschränken sollen; die Figuren zeigen eine Schrämmaschine mit einer Schrämwalze 10, die eine Schrämpicke 12 mittels einer Pickenhalterung 18 haltert.
Insbesondere und unter Bezugnahme auf 1 ist die Schrämwalze 10 einer Schrämmaschine gezeigt, die daran in der durch den Pfeil 16 gezeigten Richtung drehbar abgestützt ist. Wie auf dem Gebiet wohlbekannt ist, ist die Schrämwalze 10 von der Schrämmaschine drehbar abgestützt, während sie gleichzeitig vertikal bewegbar ist und während die Schrämmaschine vorwärtsbewegt wird, was von links nach rechts in 1 zu sehen ist. Wie ebenfalls wohlbekannt ist, weist die Schrämwalze 10 charakteristisch eine Vielzahl von Schrämpicken 12 auf, die daran angeordnet sind; die vorliegende Beschreibung richtet sich jedoch nunmehr auf eine einzelne Schrämpicke 12 und die Konstruktion einer einzelnen Pickenhalterung 18.
Allgemein gesagt kann die Pickenhalterung 18 direkt oder indirekt an der Walze 10 angebracht sein. Beispielsweise kann die Pickenhalterung mit der Walze 10 verschweißt oder verspannt sein, oder sie kann an einem an der Walze 10 angebrachten Befestigungsblock befestigt sein. Wie nachstehend beschrieben wird, nimmt die Pickenhalterung 18 eine Hülse 50 auf und legt sie fest, und die Hülse nimmt die Picke 12 drehbar auf.
Die Schrämpicke 12 kann von bekannter Konstruktion sein und umfaßt einen zentralen zylindrischen Schaftbereich 24 und eine verbreiterte konische Nase 26, die daran so angebracht ist, daß zwischen beiden ein Schulterbereich 28 gebildet ist. Die Schrämpicke hat eine bei 29 gezeigte Mittelachse mit einer harten Schrämspitze 30 an einem Ende der Schrämpicke 12 aus einem Material und auf eine Weise, die auf dem Gebiet bekannt sind. Die Schrämpicke 12 weist an ihrem anderen Ende eine ausgesparte Vertiefung 32 auf und endet in einer Endschulter 34, so daß ein Festlegering (nicht gezeigt) in der Vertiefung 32 aufnehmbar ist, um die axiale Entnahme der Schrämpicke 12 aus der Hülse 50 zu verhindern.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung, wie sie in den 3, 4, 5 und 6 zu sehen ist, hat die Pickenhalterung 18 einen Körperbereich 38 und einen Basisbereich 40. Der Basisbereich 40 ist direkt an der Schrämwalze 10 oder indirekt über einen Befestigungsblock (nicht gezeigt) anbringbar. Der Körperbereich 38, der mit dem Basisbereich 40 integral ist, umfaßt eine Öffnung 42 zur Aufnahme einer koaxialen Hülse 50. Die Öffnung 42 definiert eine innere Oberfläche 42a, die zwei Segmente mit unterschiedlichem Durchmesser aufweist, und zwar ein erstes Segment 43 und ein zweites Segment 45 mit geringfügig kleinerem Durchmesser. Der Durchmesserunterschied könnte beispielsweise bei einem Durchmesser des Segments 43 von 1 7/8 in der Größenordnung von 1/32 inch sein. Der Körperbereich 38 hat zwei Enden, ein hinteres Ende 39, das von der Rotationsrichtung weg weist, und das Vorderende 41, das zu der Rotationsrichtung weist. Der Körperbereich 38 weist eine Kontaktfläche 44 auf, die als senkrecht zu der Längsachse 46 gezeigt ist, die gleich wie die Mittelachse 29 der Öffnung 42 ist.
Wie oben erwähnt wurde, sind Hülsen, die in Pickenhalterungen gepreßt und in ihrer Position durch einen dazwischen erzeugten Festsitz gehalten werden, schon vorzeitig ausgefallen, und zwar aufgrund der großen Spannungen, die sich in dem Fuß der Kehlverbindung aufbauen, wo der Bund an den Körper der Hülse angrenzt. Ich habe jedoch entdeckt, daß durch Vorsehen einer anderen Verbindung zwischen dem Hülsenkörper und dem Bund die Scherbeanspruchungen über eine größere Fläche verteilt werden, was letztlich darin resultiert, daß sich an der Verbindung eine geringere maximale Scherbeanspruchung ausbildet.
Die 7 und 8 zeigen eine bevorzugte Hülsenanordnung, die eine weniger starre Verbindung zwischen dem Bund der Hülse und dem Hülsenkörper verwendet. Wie in diesen Figuren zu sehen ist, hat die Hülse 50 ein langgestrecktes Körperelement 52 und einen Bund 54. Der Bund 54 ist mit einer innenseiti gen Oberfläche 56 und einer außenseitigen Oberfläche 58 versehen. Die innenseitige Oberfläche 56 des Bunds 54 ist zur Anlage an der Kontaktfläche einer Pickenhalterung des oben beschriebenen Typs ausgebildet. Die außenseitige Oberfläche 58 des Bunds 54 hat bevorzugt eine abgeschrägte Oberfläche 60 und eine flache Oberfläche 62. Das Körperelement 52 der Hülse 50 definiert eine äußere Oberfläche 52a, die ebenfalls zwei Segmente mit unterschiedlichen Durchmessern, und zwar ein erstes Segment 53 und ein zweites Segment 55 aufweist.
Das erste Segment 53 der Hülse 50 hat solche Größe, daß zwischen dem ersten Segment 53 der Hülse 50 und dem ersten Segment 43 der Öffnung 42 in der Pickenhalterung ein Festsitz geschaffen wird. Ebenso hat das zweite Segment 55 der Hülse 50 verringerten Durchmesser, beispielsweise um 1/32 inch, so daß zwischen dem zweiten Segment 55 der Hülse 50 und dem zweiten Segment 45 der Öffnung 42 ein Festsitz geschaffen wird. Die Segmente 43, 45, 53, 55 haben jeweils ausreichende Länge, so daß ein festsitzfreier Bereich 57 geschaffen wird. Siehe 6. Das Ausmaß des Festsitzes zwischen den Segmenten 43 und 53 bzw. 45 und 55 ist bevorzugt zwischen 0,002 und 0,005 inches. Solche Festsitzbereiche werden als Festsitzbänder bezeichnet und sind kürzer als die Länge der Hülse.
Wie für den Fachmann nunmehr ersichtlich ist, kann bei der spanabhebenden Bearbeitung der Öffnung 42 und analog des Körperelements 52 der Durchmesser des zweiten Segments 45 grobbearbeitet werden, und dann kann der Durchmesser des ersten Segments 43 grobbearbeitet werden. Danach kann der tatsächliche Durchmesser des zweiten Segments 45 spanabhebend bearbeitet werden, gefolgt von dem tatsächlichen Durchmesser des ersten Segments 43, jedoch nur in dem Bereich, in dem das Segment 53 damit in Eingriff gelangt. Somit werden tat sächlich drei (3) Durchmesser gebildet, und zwar die tatsächlichen Durchmesser der Segmente 43 und 45 und der grobe Durchmesser des Segments 43, der etwa um 10/1000 eines Inch kleiner als der bevorzugte Durchmesser 43 ist.
Das Körperelement 52 der Hülse 50 hat eine Bohrung 64, die mit der Pickenachse 29 koaxial ist, wenn eine Picke darin aufgenommen ist. Die Picke 12 ist von der Bohrung 64 drehbar aufgenommen. Der Schaft 24 der Picke 12 ist geringfügig kleiner als die Bohrung 64. Der Schaft 24 wird in der Bohrung 64 von dem Festlegering festgehalten, und der Schaft kann um die Mittelachse 29 rotieren, um einen ungleichmäßigen Verschleiß der Spitze 30 der Schrämpicke 12 zu vermeiden. Der Schulterbereich 28 der Picke 12 liegt an der flachen Oberfläche 62 an, um die Picke 12 axial in der Bohrung 64 zu positionieren und Schrämkräfte zu übertragen.
Um das Ausmaß von Höchstbeanspruchungen in dem Bereich zu verringern, in dem der Bund 54 an das Körperelement 52 angrenzt, weist die äußere Oberfläche 52a des Körperelements 52 eine "erste" konisch zulaufende Oberfläche 55a auf, die von dem Segment 53 zu dem Bund 54 einwärts konisch zuläuft, um einen verjüngten Bereich 80 zu bilden. Der Durchmesser des verjüngten Bereichs 80 dort, wo er an den Bund 54 angrenzt, ist bevorzugt ungefähr 1,800'' (dargestellt durch Pfeil "A" in 8), was kleiner als der Durchmesser des Segments 53 ist. Wie 8 zeigt, ist der konisch zulaufende Bereich 80 bevorzugt unter einem Winkel von ungefähr 10° konisch (dargestellt durch Pfeil "B" in 8). Ebenfalls bei dieser Ausführungsform weist der Bereich der innenseitigen Oberfläche 56 des Bunds 54, der an das Körperelement 52 angrenzt, eine "zweite" konisch zulaufende Oberfläche 84 auf, die sich nach innen um einen Winkel von ungefähr 10° verjüngt (dargestellt durch Pfeil "C" in 8). Dort, wo die erste Oberfläche 55a auf die zweite Oberfläche 84 trifft, ist bevorzugt ein Radius 92 gebildet. Die äußere Kante der zweiten verjüngten Oberfläche 84 ist bevorzugt ungefähr 0,16'' von der äußeren Oberfläche des Segments 53 entfernt (dargestellt durch Pfeil "D" in 7). Der Fachmann erkennt, daß der verjüngte Bereich 80 des Körperelements 52 und die verjüngte Oberfläche 84 des Bunds 54 zusammenwirken zur Bildung eines unterschnittenen Bereichs, der allgemein mit 90 bezeichnet ist, wo das Körperelement 52 an den Bund 54 angrenzt. Der unterschnittene Bereich 90 ist der Bereich in dem Bund 54 und dem Körper 52, der weniger Material als die angrenzenden Bereiche des Körpers 52 und des Bunds 54 haben. Ferner ist ersichtlich, daß dieser unterschnittene Bereich 90 dazu dient, die Spannungen zu verteilen, die sich in dem Bereich, in dem der Bund 54 an das Körperelement 52 angrenzt, ausbilden, wodurch letztlich die in diesem Bereich sich ausbildende Spitzenbeanspruchung verringert wird.
Bei einer anderen Ausführungsform, die in den 9 und 10 zu sehen ist, in denen gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen wie oben beschrieben haben und analoge Elemente Bezugszeichen haben, die um 100 erhöht sind, hat die Hülse 150 ein langgestrecktes Körperelement 152 und einen Bund 154. Bei dieser Ausführungsform ist die innenseitige Oberfläche 156 des Bunds 154 zu der durch die Hülse 150 verlaufenden Achse 29 im wesentlichen senkrecht. Die äußere Oberfläche 152a des Körperelements 152 hat eine konisch zulaufende Oberfläche 155a, die sich von dem Segment 153 zum Bund 154 nach innen verjüngt, um einen verjüngten Bereich 180 zu bilden. Der Durchmesser des verjüngten Bereichs 180 dort, wo er an den Bund 154 angrenzt, ist bevorzugt ungefähr 1,815'' (Pfeil "E" in 10), was weniger als der Durchmesser des Segments 153 ist. Wie in 10 zu sehen ist, ist der ver jüngte Bereich 180 bevorzugt unter einem Winkel von 10° verjüngt (dargestellt durch Pfeil "F" in 10). Der Durchschnittsfachmann erkennt, daß der verjüngte Bereich 180 einen unterschnittenen Bereich 190 in dem Hülsenkörper 152 bildet, der dazu dient, die an dem Punkt, an dem der Bund 154 an den Hülsenkörper 152 angrenzt, auftretenden Beanspruchungen zu verteilen und dadurch die sich darin ausbildenden Spitzenspannungen zu verringern.
Noch eine weitere bevorzugte Hülsen-Ausführungsform ist in den 11 und 12 gezeigt. Wie diese Figuren zeigen, hat die Hülse 250 ein langgestrecktes Körperelement 252 und einen Bund 254 und hat, mit Ausnahme der nachstehend angegebenen Unterschiede, die gleichen Attribute wie die Hülse 50. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch der Rand des Segments 253 im wesentlichen parallel mit der Achse 29. Der Bereich der innenseitigen Oberfläche 256 des Bundes 254, der an das Körperelement 252 angrenzt, hat eine verjüngte Oberfläche 284, die sich unter einem Winkel von 10° (dargestellt mit Pfeil "G" in 12) nach innen verjüngt. Der äußere Rand der verjüngten Oberfläche 284 ist bevorzugt ungefähr 0,16'' von der äußeren Oberfläche des Segments 253 entfernt (dargestellt durch Pfeil "H" in 12). Es ist ersichtlich, daß die verjüngte Oberfläche 284 einen unterschnittenen Bereich 290 in dem Bund 254 dort bildet, wo der Bund 254 an das Körperelement 252 angrenzt, um die darin ausgebildeten Spannungen zu verteilen, wodurch letztlich die in diesem Bereich ausgebildete Spitzenbeanspruchung verringert wird.
Eine andere Ausführungsform der Hülse ist in den 13 und 14 gezeigt. Die in den 13 und 14 gezeigte Hülse 350 hat ein langgestrecktes Körperelement 352 und einen Bund 354, wobei der Bund 354 eine innenseitige Oberfläche 356 und eine außenseitige Oberfläche 358 aufweist. Die innenseitige Ober fläche 354 des Bunds 354 ist dazu ausgebildet, an der Kontaktfläche einer Pickenhalterung des oben beschriebenen Typs in Anlage zu gelangen. Die außenseitige Oberfläche 358 des Bunds 354 hat bevorzugt eine abgeschrägte Oberfläche 360 und eine flache Oberfläche 362. Das Körperelement 352 der Hülse 350 definiert eine äußere Oberfläche 352a, die außerdem drei Segmente mit unterschiedlichem Durchmesser aufweist, und zwar ein erstes Segment 351, ein zweites Segment 353 und ein drittes Segment 355. Das zweite Segment 353 der Hülse 350 hat solche Größe, daß zwischen dem zweiten Segment 353 der Hülse 350 und dem ersten Segment 43 der Öffnung 42 in der Pickenhalterung ein Festsitz geschaffen wird. Ebenso haben das erste und das dritte Segment (351, 355) der Hülse 350 verringerten Durchmesser. Beispielsweise hat das erste Segment einen Durchmesser, der bevorzugt 1/32'' Segment ist, und der dritte Segmentdurchmesser ist bevorzugt 1/32 eines Inchs kleiner als der Durchmesser des zweiten Segments, so daß zwischen dem zweiten Segment 353 der Hülse 350 und dem ersten Segment 43 der Öffnung 42 ein erster Festsitz geschaffen wird und ein zweiter Festsitz zwischen dem dritten Segment 355 und dem zweiten Segment 45 der Öffnung 42 geschaffen wird. Die Segmente 43, 45, 353, 355 haben jeweils ausreichende Länge, so daß festsitzfreie Bereiche zwischen der Hülse 350 und der Pickenhalterung geschaffen sind. Das Ausmaß des Eingriffs zwischen den Segmenten 43 und 353 bzw. 45 und 355 ist bevorzugt zwischen 0,002 und 0,005 inches. Solche Festsitzbereiche werden als Festsitzbänder bezeichnet und sind kürzer als die Länge der Hülse.
Für den Fachmann ist ersichtlich, daß die obigen Ausführungsformen in Verbindung mit anderen Arten von Pickenhalterungen gefertigt werden könnten, aber bevorzugt so hergestellt werden, wie das in den US-PS'en 5 088 797 und 5 302 005 beschrieben ist, so daß zwischen der Hülse und der Pickenhalterung ein Festsitz ausgebildet wird. Solche Festsitzverbindungen erlauben es den Hülsen bevorzugt, manuell aus ihren jeweiligen Pickenhalterungen entfernt zu werden, und zwar durch Anwendung einer Stempel- oder Hydraulikeinrichtung, während gleichzeitig die Pickenhalterung an der Schrämwalze der Schrämmaschine befestigt bleibt. Die Stempel- oder Hydraulikeinrichtung treibt dann die Hülse gegen die Festsitzbänder, um die Hülse aus der Pickenhalterung zu entfernen.
Wie oben beschrieben ist, bevorzuge ich es, daß das Ausmaß der Einführungs- oder Entnahmekräfte ungefähr 15.000 bis 40.000 lbs. ist. Für den Fachmann ist ersichtlich, daß die Schrämpicken-Haltevorrichtungen auch an Schrämvorrichtungen verwendbar sind, die keine rotierende Walze haben, beispielsweise an solchen, die auf die Schrämpicke nur eine Linearbewegung aufbringen. Außerdem findet man Schneidvorrichtungen, die die vorliegende Erfindung mit Vorteil anwenden können, auf anderen Arbeitsgebieten wie etwa bei Pflasterentfernungsvorrichtungen oder jeder anderen Vorrichtung zum Schneiden harter Oberflächen, wie sie etwa in Verbindung mit Mineralien angetroffen werden.
Der Leser erkennt ferner, daß die oben beschriebenen Hülsen viele der Probleme lösen, die angetroffen werden, wenn Schrämpicken an der drehbaren Walze einer Schrämmaschine oder von anderen Schürf- und Grabvorrichtungen befestigt werden. Ferner ist ersichtlich, daß das Vorsehen eines unterschnittenen Bereichs in dem Bund und/oder Körper einer Hülse vom Einpreßtyp an der Verbindungsstelle, an der der Bund an den Körper angrenzt, dazu dient, die Standzeit der Hülse zu verlängern, wodurch die Maschinenabschaltzeit verringert wird, die anfällt, wenn verbrauchte Hülsen ausgewechselt werden. Es versteht sich jedoch, daß verschiedene Änderungen hinsichtlich der Einzelheiten, Materialien und Anordnung von Teilen, die hier beschrieben und gezeigt wurden, um die Erfindung zu erläutern, vom Fachmann innerhalb des Prinzips und des Umfangs der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen ausgedrückt ist, vorgenommen werden können.

Claims

Vorrichtung zum Haltern einer Schrämpicke, die einen langgestreckten Schaft und eine Schulter hat, an einem in einer Schrämrichtung bewegbaren Schrämelement in einer Pickenhalterung, die einen Basisbereich und einen Körperbereich hat, wobei der Basisbereich zur Anbringung an dem Schrämelement ausgebildet ist, der Körperbereich ein hinteres Ende, das von der Schrämrichtung weg weist, und ein vorderes Ende hat, das in die Schrämrichtung weist, wobei der Körperbereich ferner eine Kontaktfläche und eine mit der Schrämpicke koaxiale Öffnung hat, die von dem vorderen Ende in Richtung zu dem hinteren Ende verläuft und eine innere Oberfläche definiert, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: ein Hülsenelement, das einen ringförmigen Körperteil und einen an einem Ende des Körperteils befindlichen Bund hat, wobei der Körperteil ausgebildet ist zur Aufnahme in der Öffnung in dem Körperbereich durch das vordere Ende des Körperbereichs, wobei der Körperteil eine äußere Oberfläche definiert, die einen ersten konisch verjüngten Bereich angrenzend an den Bund hat, wobei der Bund eine innenseitige Oberfläche zum Eingriff mit der Kontaktfläche hat, um eine Axialbewegung des Hülsenelements in einer Richtung zu dem hinteren Ende hin zu verhindern, wobei die innenseitige Oberfläche einen zweiten konisch verjüngten Bereich benachbart dem Körperteil und angrenzend an den ersten konisch verjüngten Bereich hat, um einen unterschnittenen Bereich zu bilden, wobei das Hülsenelement ferner eine Bohrung darin hat, um den Schaft der Schrämpicke drehbar darin aufzunehmen, so daß die Schulter mit der außenseitigen Oberfläche des Bunds in Eingriff gelangt; und eine Festlegeeinrichtung an der äußeren Oberfläche der Hülse zur Bildung eines Festsitzbereichs zwischen der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche, der ausgebildet ist, um eine Drehbewegung und Axialbewegung der Hülse relativ zu dem Körperbereich während des Gebrauchs zu verhindern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei dort, wo die erste konisch verjüngte Oberfläche an die zweite konisch verjüngte Oberfläche angrenzt, eine gerundete Oberfläche gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Festlegen des Hülsenelements wenigstens ein Festsitzband zwischen der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche aufweist, das kürzer als die äußere Oberfläche ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Festlegen des Hülsenelements wenigstens ein Festsitzband zwischen der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche aufweist, und wobei die Hülse zylindrisch ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Festlegen des Hülsenelements wenigstens zwei getrennte Festsitzbänder zwischen der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Festlegen des Hülsenelements wenigstens zwei getrennte Festsitzbänder zwischen der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche aufweist, und wobei die Hülse zylindrisch ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Hülse einen Bereich mit größerem Durchmesser entlang der äußeren Oberfläche angrenzend an das vordere Ende der Öffnung aufweist und die Öffnung einen Bereich mit verringertem Durchmesser an grenzend an das Ende der Öffnung aufweist, so daß zwei Festsitzbänder zwischen der äußeren Oberfläche und der inneren Oberfläche existieren, und zwar eines an dem Bereich mit größerem Durchmesser der äußeren Oberfläche und eines an dem Bereich mit verringertem Durchmesser der inneren Oberfläche.
Vorrichtung zum Haltern einer Schrämpicke, die einen langgestreckten Schaft und eine Schulter hat, an einem in einer Schrämrichtung bewegbaren Schrämelement in einer Pickenhalterung, die einen Basisbereich und einen Körperbereich hat, wobei der Basisbereich zur Anbringung an dem Schrämelement ausgebildet ist, der Körperbereich ein hinteres Ende, das von der Schrämrichtung weg weist, und ein vorderes Ende hat, das in die Schrämrichtung weist, wobei der Körperbereich ferner eine Kontaktfläche und eine mit der Schrämpicke koaxiale Öffnung hat, die von dem vorderen Ende in Richtung zu dem hinteren Ende verläuft und eine innere Oberfläche definiert, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: ein Hülsenelement, das einen ringförmigen Körperteil und einen an einem Ende des Körperteils befindlichen Bund hat, wobei der Körperteil ausgebildet ist zur Aufnahme in der Öffnung in dem Körperbereich durch das vordere Ende des Körperbereichs, wobei der Körperteil eine äußere Oberfläche definiert, die einen ersten konisch verjüngten Bereich hat, der einen unterschnittenen Bereich in dem Körperteil angrenzend an den Bund bildet, wobei der Bund eine innenseitige Oberfläche zum Eingriff mit der Kontaktfläche hat, um eine Axialbewegung des Hülsenelements in einer Richtung zu dem hinteren Ende hin zu verhindern, wobei das Hülsenelement ferner eine Bohrung darin hat zur drehbaren Aufnahme des Schafts der Schrämpicke, so daß die Schulter mit der außenseitigen Oberfläche des Bunds in Eingriff gelangt; und eine Festlegeeinrichtung an der äußeren Oberfläche der Hülse zur Bildung eines Festsitzbereichs zwischen der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche, der ausgebildet ist, um eine Drehbewegung und Axialbewegung der Hülse relativ zu dem Körperbereich während des Gebrauchs zu verhindern.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Einrichtung zum Festlegen des Hülsenelements wenigstens ein Festsitzband zwischen der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche aufweist, das kürzer als die äußere Oberfläche ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Einrichtung zum Festlegen des Hülsenelements wenigstens ein Festsitzband zwischen der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche aufweist, und wobei die Hülse zylindrisch ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Einrichtung zum Festlegen des Hülsenelements wenigstens zwei gesonderte Festsitzbänder zwischen der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Einrichtung zum Festlegen des Hülsenelements wenigstens zwei gesonderte Festsitzbänder zwischen der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche hat, und wobei die Hülse zylindrisch ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Hülse einen Bereich mit größerem Durchmesser entlang der äußeren Oberfläche angrenzend an das vordere Ende der Öffnung aufweist und die Öffnung einen Bereich mit verringertem Durchmesser angrenzend an das Ende der Öffnung aufweist, so daß zwei Festsitzbänder zwischen der äußeren Oberfläche und der inneren Oberfläche existieren, und zwar eines an dem Bereich mit größerem Durchmesser der äußeren Oberfläche und eines an dem Bereich mit verringertem Durchmesser der inneren Oberfläche.
Vorrichtung zum Haltern einer Schrämpicke, die einen langgestreckten Schaft und eine Schulter hat, an einem in einer Schrämrichtung bewegbaren Schrämelement in einer Pickenhalterung, die einen Basisbereich und einen Körperbereich hat, wobei der Basisbereich zur Anbringung an dem Schrämelement ausgebildet ist, der Körperbereich ein hintere Ende, das von der Schrämrichtung weg weist, und ein vorderes Ende hat, das in die Schrämrichtung weist, wobei der Körperbereich ferner eine Kontaktfläche und eine mit der Schrämpicke koaxiale Öffnung hat, die von dem vorderen Ende in Richtung zu dem hinteren Ende verläuft und eine innere Oberfläche definiert, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: ein Hülsenelement, das einen ringförmigen Körperteil und einen an einem Ende des Körperteils befindlichen Bund hat, wobei der Körperteil ausgebildet ist zur Aufnahme in der Öffnung in dem Körperbereich durch das vordere Ende des Körperbereichs, wobei der Körperteil eine äußere Oberfläche definiert, wobei der Bund eine innenseitige Oberfläche zum Eingriff mit der Kontaktfläche hat, um eine Axialbewegung des Hülsenelements in einer Richtung zu dem hinteren Ende hin zu verhindern, wobei die innenseitige Oberfläche einen konisch verjüngten Bereich, der einen unterschnittenen Bereich in dem Bund bildet, angrenzend an den Körperteil hat, wobei das Hülsenelement ferner eine Bohrung darin hat zur drehbaren Aufnahme des Schafts der Schrämpicke, so daß die Schulter mit der außenseitigen Oberfläche des Bunds in Eingriff gelangt; und eine Festlegeeinrichtung an der äußeren Oberfläche der Hülse zur Bildung eines Festsitzbereichs zwischen der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche, der ausgebildet ist, um eine Rotation und eine Axialbewegung der Hülse relativ zu dem Körper während des Gebrauchs zu verhindern.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Einrichtung zum Festlegen des Hülsenelements wenigstens ein Festsitzband zwischen der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche hat, das kürzer als die äußere Oberfläche ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Einrichtung zum Festlegen des Hülsenelements wenigstens ein Festsitzband zwischen der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche aufweist, und wobei die Hülse zylindrisch ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Einrichtung zum Festlegen des Hülsenelements wenigstens zwei gesonderte Festsitzbänder zwischen der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche hat.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Einrichtung zum Festlegen des Hülsenelements wenigstens zwei gesonderte Festsitzbänder zwischen der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche hat und wobei die Hülse zylindrisch ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Hülse einen Bereich mit größerem Durchmesser entlang der äußeren Oberfläche angrenzend an das vordere Ende der Öffnung aufweist und die Öffnung einen Bereich mit verringertem Durchmesser angrenzend an das Ende der Öffnung aufweist, so daß zwei Festsitzbänder zwischen der äußeren Oberfläche und der inneren Oberfläche existieren, und zwar eines an dem Bereich mit größerem Durchmesser der äußeren Oberfläche und eines an dem Bereich mit verringertem Durchmesser der inneren Oberfläche.
Vorrichtung zum Haltern einer Schrämpicke, die einen langgestreckten Schaft und eine Schulter hat, an einem in einer Schrämrichtung bewegbaren Schrämelement in einer Pickenhalterung, die einen Basisbereich und einen Körperbereich hat, wobei der Basisbereich zur Anbringung an dem Schrämelement ausgebildet ist, der Körperbereich ein hinteres Ende, das von der Schrämrichtung weg weist, und ein vorderes Ende hat, das in die Schrämrichtung weist, wobei der Körperbereich ferner eine Kontaktfläche und eine mit der Schrämpicke koaxiale Öffnung hat, die von dem vorderen Ende in Richtung zu dem hinteren Ende verläuft und eine innere Oberfläche definiert, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: ein Hülsenelement, das einen ringförmigen Körperteil und einen an einem Ende des Körperteils befindlichen Bund hat, wobei der Körperteil ausgebildet ist zur Aufnahme in der Öffnung in dem Körperbereich durch das vordere Ende des Körperbereichs, wobei der Körperteil eine äußere Oberfläche definiert, die einen ersten Durchmesser angrenzend an das Bundelement und einen zweiten Durchmesser hat, der größer als der erste Durchmesser ist, wobei der Bund eine innenseitige Oberfläche zum Eingriff mit der Kontaktfläche hat, um eine Axialbewegung des Hülsenelements in einer Richtung zu dem hinteren Ende hin zu verhindern, wobei das Hülsenelement ferner eine Bohrung darin hat zur drehbaren Aufnahme des Schafts der Schrämpicke, so daß die Schulter mit der außenseitigen Oberfläche des Bunds in Eingriff gelangt; und eine Festlegeeinrichtung an der äußeren Oberfläche der Hülse zur Bildung eines Festsitzbereichs zwischen der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche, der ausgebildet ist, um eine Rotation und Axialbewegung der Hülse relativ zu dem Körperbereich während des Gebrauchs zu verhindern.
Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Einrichtung zum Festlegen des Hülsenelements wenigstens ein Festsitzband zwischen der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche hat, das kürzer als die äußere Oberfläche ist.
Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Einrichtung zum Festlegen des Hülsenelements wenigstens ein Festsitzband zwischen der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche aufweist, und wobei die Hülse zylindrisch ist.
Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Einrichtung zum Festlegen des Hülsenelements wenigstens zwei gesonderte Festsitzbänder zwischen der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche hat.
Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Einrichtung zum Festlegen des Hülsenelements wenigstens zwei gesonderte Festsitzbänder zwischen der inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche hat und wobei die Hülse zylindrisch ist.
Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Hülse einen Bereich mit größerem Durchmesser entlang der äußeren Oberfläche angrenzend an das vordere Ende der Öffnung aufweist und die Öffnung einen Bereich mit verringertem Durchmesser angrenzend an das Ende der Öffnung aufweist, so daß zwei Festsitzbänder zwischen der äußeren Oberfläche und der inneren Oberfläche existieren, und zwar eines an dem Bereich mit größerem Durchmesser der äußeren Oberfläche und eines an dem Bereich mit verringertem Durchmesser der inneren Oberfläche.