DE2011359A1

DE2011359A1 - Schneidvorrichtung für Bergbaumaschinen. AaTi: Carmet Company, Pittsburgh, Pa. (V.St.A.)

Info

Publication number: DE2011359A1
Application number: DE19702011359
Authority: DE
Inventors: Charles Silvanas Bridgeport W.Va Davis, (V.St.A.)
Priority date: 1969-03-11
Filing date: 1970-03-10
Publication date: 1970-09-24
Also published as: FR2037972A5; US3575467A; GB1282707A

Description

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Carmet Company, Pittsburgh« Peainsylvania /USA

"Schneidvorrichtung für Bergbaumaschinen.'

Die Erfindung betrifft oine Schneidvorrichtung für Bergbaumaachinen, inabesondere zur Verwendung im Uhtartage-Bergbau bzw. Grubenbetrieb, tiit einem SchneidwerkBeughalter und eine© Schneidvierkiiöug, das einen Kopf zur Aufnahme eines Schvieidoinsataeii aufweist.

In Bergbaxim&BcMnen s5.nd die SchneidwerJcssuge mit den zugehörigen Halterungen herkömmlicherweiae an angetriebenen Schneid- oder Bohrköpfen oder Sotten angeordnet. Eine für die Erforderniase dee Bergbaus möglichst zweckmäßige in- ' bringung der Schneidwarkzeughalter und der Schneidwerkzeuge wird bei den verschiedenstan Konstruktion«! angestrebt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Schneidwerkzeuge von Bergbaumaachinen uud die die Halterungen dafür tragenden Köpfe und Kettenglieder während des Schneidens bzw. Bohrens

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beträchtlichen Spannungen und starken Erschütterungen unterworfen sind. Bei herkömmlichen Ausführungen ist das Schneidwerkzeug als einen Schneideineatz tragender Kopf auegebildet, der mit einem Schaft verbunden ißt, dessen Achse ie wesentlichen senkrecht zur Schnittrichtung verlauft. Dadurch tritt zu den während des Schneidens auftretenden starken Erschütterungen und hohen Spannungen noch ein In Abhängigkeit von den auf den Schneidkopf schaft wirkenden XrIften in der Halterung dee Schneidwerkzeugs auftretende« Biegemoment. Anhaltender Betrieb solcher Vorrichtungen unter erschwerten Bedingungen bewirkt eine hohe Ausfallrate Infolge Bruch des Werkzeughalters oder des das Schneidwerkzeug tragenden Schaftes. Sie hohe Ausfallrate dieser Torrichtungen ergibt erhebliche Stillegungszeiten der Maschinen, was außer dom Verbrauch teuerer Schneidwerkzeuge auch eine Verringerung der Arbeltsleistung zur Folge hat.

Ein wichtiges Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung eines Schneidwerkzeugs «axt zugehörige» Halter in solcher Ausbildung, daß eie die bei« Schneiden auftretenden Kräfte in Form von Druckbeanspruchungen, anstatt über Biegenomente, von Schneidwerkzeug auf den Schneidwerkzeughalter übertragen, wobei ein im Schneidwerkzeug angeordneter Schneideinsatz gleichmäßig und sicher geführt sein soll.

Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ist nach der Erfindung vorgesehen, daß das einen Karbid-Schneidelnaatz tragende Kopfteil in wesentlichen senkrecht zu den Kopfteil Eingeordneten Schaft hat, welcher in einer la spitzen Winkel au dem Schneideinsatz verlaufenden Bohrung 1» Schneidwerkzeughalter aufgenommen ist, eo daß die auftretenden Schneidkräfte im wesentlichen in axialer Richtung auf den Schneidwerkzeughalter übertragbar sind.

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Somit schafft die Erfindung eine Anordnung eines Schneidwerkzeuge und seines Halters, bei der die auftretenden Schneidkräfte unmittelbarer und gleichmäßiger auf den Schneidwerkzeughalter übertragen werden als bei herköanlichen Anordnungen der genannten Art. Das Schneidwerkzeug weist einen verbreiterten Kopfteil auf, dessen Unterseite eine Auflage bildet, aus welcher der Schaft vorsteht. Die· ser sitzt in einer-Bohrung des Schneidwerkzeughalters, welche an einer Fläche des Halter· mündet. Di· Halterf liehe und die Auflage des Schneidwerkzeuges liegen bei in den Halter eingesetzte* Werkzeug aneinander. Die Achse der Bohrung, und damit auch des Schaftes, bildet einen spitzen Winkel mit der Richtung der auftretenden Schneidkräfte, so daß dieee Kräfte über die Auflag« des Kopf·· und dl· an dieser anliegenden Fläche de· Halter· ram Schneidwerkzeug auf den Halter übertragen werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Aueführungsbeisplels anhand der Zeichnung. Zn dieser ist ι

Fig. 1 eine schematisierte Längsschnlttansicht eines SchneidwerkEeughalters alt eingesetzte· Schneidwerkzeug, unter vektorieller Darstellung der auftretenden Kräfte, und

Fig. 2 eine auseinandergezogene Schnittaneicht des Werkzeughalters und des Schneidwerkzeuges.

In der Zeichnung bezeichnet 2 einen Klotz, in welchem das Schneidwerkzeug 4 Aufnahme findet, also einen Halter. Der Halter 2 '»eist einen Sockel 6 für die Befestigung an herkömmlichen Bergbaumaschinen und eine sich durch den Klotz

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Bergbaumaschinen unter Anlage an dem zu schneidenden Haterial wird eine in Pig. 1 Bit F bezeichnete Kraft wirksam. Das Schneidwerkzeug 4 ist so ausgebildet, daß die Auflage 32 in einer Ebene liegt, welche mit der beim Schneiden auftretenden Kraft F einen spitzen Winkel bildet· Die Achse des Schaftes 14 verläuft im wesentlichen senkrecht aur der Auflage 32« Die beim Schneiden auftretende Kraft F ist in die beiden Vektoren F' und F" teilbar (Fig. 1), wobei F^f senkrecht zur Auflage 32 und der Fläche 12 und F" parallel mit diesen verläuft. Solange der Winkel B zwischen der beim Schneiden auftretenden Kraft F und den Flächen 12, größer als 45° ist, wird ein größerer !Peil der Kraft F senkrecht zu diesen Flächen und damit in axialer Richtung des Zapfens und der Bohrung 14, 8 übertragen. Daraus resul- A tiert, daß bei einem großen Winkel B der parallel mit den Flächen 12, 32 und damit senkrecht zum Zapfen 14· und der Bohrung 8 verlaufende Vektor klein gehalten wird. Die Anordnung, bei der die vektorielle Kraft F¹ möglichst groß und die Kraft F^K möglichst klein gehalten ist bewirkt, daß das Material des Kopfes 16 hinter dem Schneideinsatz 18 Druckkräften unterworfen ist, so daß eine gleichmäßige Auflage für den Einsatz 18 gebildet ist. Eine möglichst kleine Kraft P" hält außerdem jedes möglicherweise an dem Zapfen 14 und dor Bohrung 8 auftretende Biögemoment niedrig. Solange die Kraft F" unter Last unterhalb der maximalen Haftreibung zwischen der Auflage 32 und dor Fläche 12 gehalten wird, bleibt das Biegeiaoment an dea Schaft 14 und der Bohrung 8 auf Hull. Dank der gleichförmigeren Auflage des Schneideinsatees 18 kann ein härteres und dauerhafteres Material, beispielsweise Tungstenkarbid, für den Schneideinsatz verwendet werden. Daraus ergibt sich dann, daß der erfindungSKemäße Werkzeughalter mit dem zugehörigen Schneidwerkzeug ein höher legiertes, dauerhafteres Volframkarbid

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hindurch erstreckende, in der dargestellten Ausführung rechteckig gezeichnete Bohrung 8 auf. Die Mittellinie oder Achse der Bohrung 8 liegt in einer Ebene, die mit der unteren Sockelfläche des Halters 2 einen Winkel A bildet · An der Seite 10 weist der Halter 2 eine Fläche 12 auf, in welcher die Bohrung 8 mündet. Das Schneidwerkzeug 4 hat einen Schaft 14, welcher im Paßsitz in der Bohrung 8 aufnehmbar ist, und ein mit dem Schaft 14 verbundenes Kopfteil 16, an welchem in einer eine Bückwand 26, einen Boden 28 und eine Haltekante 30 aufweisenden Fassung 28 ein Schneideinsatz 18 mit einer Vorderfläche 20 und einer Schneidkante 22 angeordnet ist. An der Seite des Schneidwerkzeuges 4, an welcher der Schaft 14 vorsteht, befindet sich eine Auflage 32 des Kopfteiles 16, die an der Fläche 12 des Halters 2 zur Anlage gebracht werden kann. Innerhalb der Auflage 32 befinden sich am Übergang zum Schaft 14 Sundnuten 34· Im Halter 2 können Sicherungen vorgesehen sein, welche das Schneidwerkzeug 4 im Halter 2 sichern, beispielsweise eine in einer Bohrung 36 des Halters 2 angeordnete Federsicherung 38, welche in eine Ausnehmung 40 des Schaftes 14 einrastet·

Das in Fig. 2 dargestellte, ähnliche Schneidwerkzeug 4 ist in einen Halter 2 einsteckbar, welcher zur Aufnahme der Auflage 32 Ruten 42 mit Wandungen 44 aufweist.

Für den Betrieb wird das Schneidwerkzeug 4 im Halter 2 befestigt, indem der Schaft 14 so weit in die Bohrung 8 eingeführt wird, daß die Auflage 32 an der Fläche 12 anliegt* Wenn das Schneidwerkzeug 4 in dieser Weise in den Halter 2 eingeführt ist, rastet die Sicherungsfeder 38 in die Ausnehmung 40 ein und sichert damit das Werkzeug 4 im Halter Bei Vorschub des Schneidwerkzeugs durch (nicht dargestellte)

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verwenden kann. Dieses ist weniger häufig zu ersetzen und verringert gleichzeitig die inneren Spannungen im Schaft 14 des Schneidwerkzeuges und der Bohrung 8 des Halters, wodurch Ausfälle bzw» Störungen am Halter 2 und Schneidwerkzeug 4 weitestgehend verhindert werden.

JSm das Schneidwerkzeug unmittelbar hinter der Schneidkante 22 frei zu führen, ist zwischen der Schnittrichtung F und der ablaufenden Flanke des Schneideinsatzes 18 sowie der Fläche 33 des Kopfteiles 16 ein Winkel von etwa 10° vorgesehen.

Das Ausmaß dieser Abschrägung kann veränderlich sein und ist zum Teil abhängig von der Vorschubgeschwindigkeit der Maschine. Bei dem dargestellten Beispiel weist der Schneideinaatz gegenüber dem Kalter einen positiven, also nach vorn geneigten Winkel von etwa 5° auf. Dieser Schneidwinkel beträgt zweckmäßig zwischen -10° und +1o°, abhängig von dem zu schneidenden Haterial und aozs Schneideinsatz.

Obgleich in dem Aus führ-ungsb ei spiel eine Federsicherung 38 in einer Bohrung 3β vorgesehen ist, weiche durch Eingriff in die Ausnehmung 40 deB Schneidwerkzeug4- im Halter 2 hält, soll dies Iceine Beschränkung der ErfInnung darstellen. Es können verschiedene federelastische Materialien bzw. Vorrichtungen in der Bohrung 36 angeordnet sein, um durch Eingriff in die Bohrung 36 und die Ausnehmung 40 das Schneidwerkzeug 4 im Halter 2 zu sichern.

Durch Anordnung von Butan in der Fläche 12 (Pig. 2) kann die Auflage 32 mit dem Halter 2 verzahnt ausgebildet werden. Im Betrieb wird ein Schneidwerkzeug häufig Qaerkräften ' unterworfen, wobei dann fixe Wandungen 44 der Nuten zusatz—

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liehe Flächen für die Übertragung solcher Kräfte von dem Schneidwerkzeug 4· auf den Halter 2 bilden. Diese zusätzlichen Flächen 4Λ übertragen also solche Kräfte, welche andernfalls durch den Zapfen 14- in der Bohrung 8 aufgenommen werden müßten. Damit werden das Werkzeug 4 und der Halter 2 vor eueätBlichen, auf die Bohrung 8 und den Zapfen 14- konzentrierten Spannungen bewahrt und ihre Lebensdauer damit susätzlich verlängert.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

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Claims

Patentansprüche

1. Schneidvorrichtung für Bergbaumaschinen, insbesondere zur Verwendung la Untertage-Bergbau dbw. Grubenbetrieb, rn.it einem Schneidwerkeeughalter und eine« Schneidwerkzeug, das einen Kopf tür Aufnahme eines Sehntideinsatzes aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß das einen Xarbid-Schneideineatz (18) tragende Kopfteil (16) einen im wesentlichen senkrecht zu Ina angeordneten Schaft (14) hat, welcher in einer im spitzen Winkel (B) zu dem Schneideinsatz (18) verlaufenden Bohrung (8) im Schneidwerkseugfaalter (2) aufgenommen ist, so daß die auftretenden Schneidkräfte (F, F¹, F") im wesentlichen in axialer Richtung auf den Schnei (!werkzeughalter (2) übertragbar sind.

2. Schneidvorrichtung für Bergbaubetrieb, insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Schneidwerkzeughalter (2) mit einem Sockel (6) unä einer den Balter durchsetzenden Bohrung (8), deren Achse in einer Ebene liegt, welche mit dem Sockel (6) einen apitzen Winkel (A) bildet, durch eine im wesentlichen senkrecht zu der Bohrung (8) angeordnete Fläche (12) dos Halters, in welcher die Bohrung mündet, und durch ein Schneidwerkzeug (4) mit einem einen Schneideinsatz (18) aufnehmenden Kopfteil (16), mit welchem ein in die Bohrung (8) des Halters (2) einführbarer Schaft (14) verbunden ist und welcher eine wenigstens

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an zwei gegenüberliegenden Seiten des Schaftes (14) eich erstreckende Auflage (32) aufweist, die an der Fläche (12) des Halters (2) zur Anlage, bringbar ist, wobei die Schneidkante (22) des Schneideinsatzes (18) in einer mit der Fläche 12 und der Auflage (32) einen spitsen Winkel (B) bildenden Ebene liegt und die Fläche (12) mit der Auflage (32) so zusammenwirkt, daß sie im wesentlichen die gesamten am Schneidwerkzeug auftretenden Kräfte auf den Halter übertragen und damit die an dem Schaft (14) auftretenden Biegemomente aufheben.

3. Vorrichtung wenigstens nach Anspruch 2, dadurch g β -k e η η »eic h η e t > daß die Auflage (32) und die Fläche (12) mit der Richtung der auftretenden Schneidkräfte (?) einen Winkel von 40 bis 70° bilden.

4. Vorrichtung nach einem der Aneprüche 1 bis 3» dadurch S e kenn ζ ei c h η et , daß das Schneidwerkseug (4) einen Schneideineatz (18) aufweist, dessen Schneidkante (22) in einer Ebene liegt, welch· mit der Vorechubrichtung des Schneidwerkzeugs (4) einen Winkel ron

O bis 10° bildet,

5· Vorrichtung nach wenigstens einem der Aneprüche 2 bin 4, dadui-ch s e k en czeichnet , daß die Bohrung (3) rechteckigen Querschnitt aufweist und der Schaft (14) im Paßsitz in die Bohrung (8) einführbar ist. .

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Anspruch· 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet _t daß die Fläch· (12) genutet ist und die Auflage (32) derart aufnimmt,

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Ao

daß zwischen dem Schneidwerkzeug (4) und dem Halter (2) eine Verzahnung besteht.

7· Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Halter (2) Einrichtungen (36, 56) zur Sicherung des Schneidwerkzeuges (4) aufweist.

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