DE19924683C2 - Verfahren zur Bestückung eines Meißelkopfes eines Schaftmeißels und Meißel - Google Patents

Verfahren zur Bestückung eines Meißelkopfes eines Schaftmeißels und Meißel

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestückung eines Meißelkopfes eines Schaftmeißels mit einem Hartwerkstoff.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Schaftmeißel für eine Schräm-, Straßen­ fräs- oder Bergbaumaschine mit einem Meißelkopf, der mit einem Hartwerkstoff bestückt ist.
Der Hartwerkstoff solcher Schaftmeißel besteht üblicherweise aus einem Sin­ terwerkstoff, dessen Bestandteile Wolfram, Karbid und Kobalt sind. Die ge­ sinterten Hartwerkstoff-Elemente könnten in eine Aufnahme des Meißelkopfes eingesetzt und in diese eingelötet werden.
Aus der DE 36 18 197 A1 ist ein Einsteck-Kerbmeißel für einen Kohlenhobel bekannt. Der Einsteck-Kerbmeißel nimmt in seiner Ausnehmung eine verschleiß­ feste Klinge auf. Diese Klinge weist eine äußere, mit Hartstoffpartikel ange­ reicherte Zone und eine innere, hartstofffreie Zone auf. Dabei ist die hartstoff­ freie Zone mit der zweiten, mit Hartstoffpartikeln angereicherten Zone ein­ stückig verbunden. Die Fertigung dieser Klinge erfolgt in einer Kokille, wobei als hartstofffreie Zone ein Stahl-Formstück in die Kokille eingelegt wird. Anschlie­ ßend werden in die Kokille die Hartstoffpartikel eingefüllt und unter Temperatur­ einwirkung ein Verbundguss erstellt. Die Klinge kann unter Zuhilfenahme des Metall-Formstückes an dem Einsteckkerbmeißel festgeschweißt werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Bestückung eines Schaftmei­ ßels mit einem Hartwerkstoff zu schaffen, mit dem eine einfache Schaftmeißel- Fertigung durchführbar ist und mit dem sich besonders verschleißbeständige und zähe Hartwerkstoffe ausbilden lassen.
Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, einen Schaftmeißel der eingangs er­ wähnten Art zu schaffen, dessen Hartwerkstoff-Bestückung sich durch eine hohe Verschleißfestigkeit und Zähigkeit auszeichnet.
Nach einem erfindungsgemäßen Verfahren ist zur Lösung der Aufgabe vorge­ sehen, dass in eine Aufnahme des Meißelkopfes ein Hartwerkstoff in Form von Schüttgut eingebracht wird, und dass die zwischen den Hartwerkstoff-Teilchen des Schüttgutes gebildeten Hohlräume zumindest teilweise mit einem, die Hart­ werkstoff-Teilchen verbindenden Bindemittel ausgefüllt werden. Bei dieser Art der Schaftmeißel-Fertigung erfolgt die Hartwerkstoff-Bestückung in Situ, wo­ durch ein kostengünstiger und effektiver Fertigungsablauf erzielt wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch möglich, die Hartwerkstoff- Teilchen und das Bindemittel materialmäßig aufeinander abzustimmen. Dadurch kann mit dem Bindemittel die Zähigkeit des Hartwerkstoffes und mit den Hart­ werkstoff-Teilchen die Verschleißfestigkeit des Hartwerkstoffes eingestellt werden. Abhängig vom Anwendungsfall kann sowohl durch eine Variation des Materials der Hartwerkstoff-Teilchen und des Bindemittels als auch durch eine Variation der Komponentenanteile eine Anpassung der Materialeigenschaften durchgeführt werden.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Er­ findung ist vorgesehen, dass als Bindemittel ein Lotpulver dem Hartwerkstoff zugegeben wird, und dass das Lotpulver unter Temperatureinwirkung in den schmelzförmigen Zu­ stand überführt wird.
Dabei kann insgesamt auch vorgesehen sein, dass das als Lot ausgebildete Bindemittel in seinem schmelzförmigen Zustand unter Kapillarwirkung in die zwischen den Hart­ werkstoff-Teilchen gebildeten Hohlräume eingesaugt wird. Hierdurch läßt sich eine sehr gleichmäßige Verteilung des Lotes erreichen. Die Voraussetzung hierfür ist, dass auf­ grund der Oberflächengeometrie und/oder der Größe der Hartwerkstoff-Teilchen entsprechende Kapillarquerschnitte in dem Schüttgut zur Verfügung gestellt sind.
Extrem verschleißfeste Hartwerkstoffe lassen sich dann verwirklichen, wenn als Hartwerkstoff-Teilchen WC/W2C- Mischkarbide in die Aufnahme des Meißelkopfes einge­ bracht werden. Um besonders schlagzähe Strukturen ausbil­ den zu können, kann vorgesehen sein, dass als Bindemittel ein Kupferlot, beispielsweise ein Kupfermangan-Lot in die zwischen den Hartwerkstoff-Teilchen gebildeten Hohl­ räume eingebracht wird.
Ein Schaftmeißel, der die vorstehend beschriebene Auf­ gabe der Erfindung löst, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hartwerkstoff Hartmetall-Schmelzkarbid-Teilchen auf­ weist, die mittels eines Bindemittels miteinander verbunden sind. Die Hartmetall-Schmelzkarbid-Teilchen besitzen eine besonders hohe Verschleißfestigkeit. Als Hartmetall- Schmelzkarbid-Teilchen lassen sich insbesondere WC/W2C-Mischkarbide verwenden. Diese können insbe­ sondere auch untereinander mittels einer Lotmatrix aus Kupfermangan verbunden sein.
Wenn vorgesehen ist, dass der Anteil der Hartmetall- Schmelzkarbid-Teilchen an dem Hartwerkstoff 60 bis 90% beträgt, so lassen sich in Folge des hohen Bindemittelanteils besonders schlagzähe Strukturen schaffen.
Bei dem erfindungsgemäßen Schaftmeißel kann der Hart­ werkstoff die Meißelspitze des Meißelkopfes und/oder ein Verschleißschutzelement des Meißelkopfes bilden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher er­ läutert. Es zeigen
Fig. 1 einen Meißelkopf eitles Rundschaftmeißels mit in den Meißelkopf eingesetzter Meißelspitze in Seitenansicht und im Teilschnitt und
Fig. 2 einen Meißelkopf eines Rundschaftmeißels mit eingesetzter Meißelspitze und einem zusätzlichen Ver­ schleißschutzelement in Seitenansicht und im Teilschnitt.
In Fig. 1 ist ein Meißelkopf 10 eines Rundschaftmeißels dargestellt. Derartige Rundschaftmeißel werden zum Fräsen von Bodenbelägen, insbesondere Straßenbelägen eingesetzt. Die speziell in Fig. 1 dargestellte Ausführungsvariante dient zum Betonfräsen. In den Meißelkopf 10 ist eine Aufnahme 11 eingetieft. Die Aufnahme 11 nimmt eine Meißelspitze 12 auf. Die Meißelspitze 12 steht mit einem Arbeitsabschnitt 13 über den Meißelkopf 10 vor. Im vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel ist der Arbeitsabschnitt kalottenförmig ausge­ bildet. Zur Fertigung der Meißelspitze wird eine Schüttung aus WC/W2C-Mischkarbiden in die Aufnahme 11 einge­ füllt. Zur Ausprägung des Arbeitsabschnittes. 13 ist eine haubenförmige Abdeckung auf den Meißelkopf 10 aufge­ setzt. Anschließend wird einer Eintrittsöffnung der hauben­ förmigen Abdeckung ein Kupfermangan-Lotpulver zugege­ ben. Dieses wird mittels Induktion in den schmelzförmigen Zustand überführt. Unter Einwirkung der Schwerkraft fließt das Lot in die, zwischen den WC/W2C-Mischkarbiden ge­ bildeten Hohlräume ein. Abhängig von der Hohlraumgeo­ metrie wird das Eindringen des flüssigen Lotes in die Hohl­ raumstruktur auch noch durch Kapillarwirkung unterstützt. Denkbar ist auch, dass das Lotpulver den WC/W2C-Misch­ karbiden direkt zugemischt ist, um eine gleichmäßige Lot­ verteilung zu erreichen. Der Anteil der W2C-Mischkarbiden beträgt bevorzugterweise 70 bis 80% des Meißelspitzen- Materials. Der Restanteil wird von der Kupfermangan-Lot­ matrix gebildet. Dieser hohe Matrixanteil führt zu besonders schlagzähen Strukturen bei gleichzeitig hoher Verschleißbe­ ständigkeit.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausgestaltungsvariante der Er­ findung gezeigt. Die Meißelspitze 12 dieses Rundschaftmei­ ßels wird nicht, wie bei Fig. 1 in Situ gefertigt, sondern als separates Bauteil. Dieses separate Bauteil kann in eine Auf­ nahme 11 des Meißelkopfes 10 eingesetzt und darin festge­ macht, beispielsweise verlötet werden. Die Meißelspitze 12 besteht ebenfalls aus WC/W2C-Mischkarbiden, die über eine Kupfermangan-Lotmatrix miteinander verbunden sind.
Zusätzlich zu der Meißelspitze 12 ist der Meißelkopf 10 dieses Rundschaftmeißels mit einem Verschleißschutzele­ ment 14 bestückt. Hierzu ist in den Meißelkopf 10 eine ring­ förmig umlaufende Aufnahme 15 eingearbeitet. Diese Auf­ nahme 15 ist ebenfalls mit einem Hartwerkstoff, der aus WC/W2C-Mischkarbiden und Kupfermangan besteht, aus­ gefüllt. Das Verschleißschutzelement 14 läßt sich, ähnlich wie in Fig. 1 in Situ oder als separates Element fertigen, das anschließend in die Aufnahme 15 eingebaut wird.

Claims (11)

1. Verfahren zur Bestückung eines Meißelkopfes (10) eines Schaftmeißels mit einem Hartwerkstoff, wobei in eine Aufnahme (11, 15) des Meißel­ kopfs (10) ein Hartwerkstoff in Form von Schüttgut eingebracht wird, wobei die zwischen den Hartwerkstoff-Teilchen des Schüttgutes ge­ bildeten Hohlräume zumindest teilweise mit einem die Hartwerkstoff- Teilchen verbindenden Bindemittel ausgefüllt werden, wobei als Binde­ mittel ein Lotpulver dem Hartwerkstoff zugegeben wird und wobei das Lotpulver unter Temperatureinwirkung in den schmelzförmigen Zustand überführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das als Lot ausgebildete Bindemittel in seinem schmelzförmigen Zustand unter Kapillarwirkung in die zwischen den Hartwerkstoff-Teil­ chen gebildeten Hohlräume eingesaugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Hartwerkstoff-Teilchen WC/W2C-Mischkarbide in die Aufnahme (11, 15) des Meißelkopfes (10) eingebracht werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel ein Kufperlot, beispielsweise ein Kupfermangan-Lot, in die zwischen den Hartwerkstoff-Teilchen gebildeten Hohlräume einge­ bracht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung einer über den Meißelkopf (10) vorstehenden Ar­ beitsabschnittes (13) der Meißelspitze (12) eine haubenförmige Abdec­ kung auf den Meißelkopf (10) aufgesetzt wird.
6. Schaftmeißel für eine Schräm-Maschine, dadurch gekennzeichnet, dass er nach dem Verfahren nach einen der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt ist.
7. Schaftmeißel für eine Schräm-, Straßenfräs- oder Bergbaumaschine mit einem Meißelkopf, der mit einem Hartwerkstoff bestückt ist, nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hartwerkstoff Hartmetall-Schmelzkarbid-Teilchen aufweist, die mittels eines Lotwerkstoffes miteinander verbunden sind.
8. Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Hartmetall-Schmelzcarbid-Teilchen WS/W2C-Mischkarbide ver­ wendet sind.
9. Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Lotwerkstoff, beispielsweise ein Kupfermangan-Lot, verwendet ist.
10. Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Hartmetall-Schmelzkarbid-Teilchen an dem Hartwerk­ stoff 60 bis 90% beträgt.
11. Schaftmeißel nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hartwerkstoff die Meißelspitze des Meißelkopfes (10) und/oder ein Verschleißschutzelement (14) des Meißelkopfes (10) bildet.
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