DE202010008050U1

DE202010008050U1 - Meißel einer Fräseinrichtung sowie Meißel-Meißelhalter-Kombination

Info

Publication number: DE202010008050U1
Application number: DE202010008050U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-07-22
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2010-10-14
Anticipated expiration: 2020-07-14

Abstract

Meißel (2) einer Fräseinrichtung, vorzugsweise zur Bearbeitung von Straßenbelägen oder zur Verwendung im Bergbau, mit einem mit einer Hartmetall-Spitze (5) versehenen Meißelkopf (3) und einem koaxial zu dem Meißelkopf (3) angeordneten Meißelschaft (4), mit dem der Meißel (2) in einer Aufnahmebohrung des Meißelhalters (7) so lagerbar ist, dass er in axiale Richtung fixiert und um eine Mittelachse (1) des Meißels (2) drehbar ist, wobei der Meißelschaft (4) mit Rückhaltemitteln versehen ist, die mit Rückhaltemitteln des Meißelhalters (7) zusammenwirken und den Meißel (2) in axiale Richtung in dem Meißelhalters (7) fixieren, wobei der Meißelkopf (3) an einem dem Meißelschaft (4) zugewandten Ende eine Stützscheibe (12, 12') aufweist, die eine der Hartmetall-Spitze (5) zugewandte Oberseite (16) und eine dem Meißelschaft (4) zugewandte Unterseite (17) aufweist, die eine Kontaktfläche (18, 18') umfasst, mit der sich der Meißelkopf (3) im Betrieb der Fräsvorrichtung an einer dem Meißelkopf (3) zugewandten Stützfläche (11) des Meißelhalters...

Description

Einleitung
Die Erfindung betrifft einen Meißel einer Fräseinrichtung, vorzugsweise zur Bearbeitung von Straßenbelägen oder zur Verwendung im Bergbau, mit einem mit einer Hartmetall-Spitze versehenen Meißelkopf und einem koaxial zu dem Meißelkopf angeordneten Meißelschaft, mit dem der Meißel in einer Aufnahmebohrung eines Meißelhalters so lagerbar ist, dass er in axiale Richtung fixiert und um eine Mittelachse des Meißels drehbar ist, wobei der Meißelschaft mit Rückhaltemitteln versehen ist, die mit Rückhaltemitteln des Meißelhalters zusammenwirken und den Meißel in axiale Richtung in dem Meißelhalter fixieren, wobei der Meißelkopf an seinem dem Meißelschaft zugewandten Ende eine Stützscheibe aufweist, die eine der Hartmetall-Spitze zugewandte Oberseite und eine dem Meißelschaft zugewandte Unterseite aufweist, die eine Kontaktfläche umfasst, mit der sich der Meißelkopf im Betrieb der Fräsvorrichtung an einer dem Meißelkopf zugewandten Stützfläche des Meißelhalters abstützt.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Meißel-Meißelhalter-Kombination, bei der ein wie vorstehend beschriebener Meißel in eine Aufnahmebohrung in dem Meißelhalter einsetzbar ist und dort in axiale Richtung fixierbar ist und gleichzeitig um seine Mittelachse drehbar ist.
Stand der Technik
Meißel und Meißel-Meißelhalter-Kombinationen der vorgenannten Art sind allgemein bekannt und beispielsweise in der DE 10 2005 010 678 A1 , DE 103 25 253 A1 , EP 1 641 002 A1 und DE 10 2008 010 609 A1 offenbart. Die Stützfläche des Meißelhalters ist als ebene Kreisringfläche ausgebildet, die mit der Kreisringfläche der ebenen Stützscheibe vollflächig zusammenwirkt. Auf diese Weise soll eine gleichmäßige Verteilung der in axiale Richtung wirkenden Schneidkräfte bei der Ableitung vom Meißelkopf in den Meißelhalter und anschließend die Fräswalze gewährleistet werden.
Eine besondere Problematik besteht bei Maschinen zum spanenden Abtragen von Straßenbelägen oder auch bei Bergbau-Vortriebsmaschinen darin, dass während der Fräsbear beitung kleinste Gesteinspartikel, insbesondere auch solche aus Korund oder ähnlichen Mineralien, entstehen, die aufgrund ihrer extrem großen Härte eine stark abrasive Wirkung auch auf die sehr hoch vergüteten Stähle des Meißelkopfes bzw. des Meißelhalters haben. Aufgrund des im Fräsbetrieb verwendeten Spülwassers, das zusammen mit den feinen abgeriebenen Partikeln eine fließfähige Suspension bildet, gelangt das hoch abrasive Material auch in kleinste Spalten. Auch wenn der Theorie zufolge die plan aufeinander liegenden Flächen in Form der Kontaktfläche der Stützscheibe und der Stützfläche des Meißelhalters ein Eindringen von abrasiven Materialien verhindern sollten, ist es Fakt, dass im realen Fräsbetrieb aufgrund von Querkräften, die auf den Meißelkopf einwirken, zyklisch geringe Kippbewegungen des Meißelkopfs ausgeführt werden, wodurch sich zwischen der Stützscheibe und dem Meißelhalter keilförmige Spalte öffnen, in die die Suspension aus Wasser und abrasiven Materialien eindringen kann. Im nächsten Zyklus der Lastwechselvorgänge erfolgt sodann mit einer großen Kraft eine Komprimierung dieses abrasiven Materials in dem Spaltbereich, wodurch die abrasiven Partikel in die Oberfläche der Materialien der Stützscheibe und des Meißelhalters regelrecht eingearbeitet werden. Bei hinreichend langer Betriebsdauer bzw. einer entsprechend großen Zahl von Lastwechseln addieren sich die abrasiven Mikro-Effekte zu einem erheblichen realen Materialabtrag. Bei geläufigen Meißelhaltern ist eine Verschleißgrenze in axiale Richtung des Meißelschaftes nach gängiger Praxisdefinition dann erreicht, wenn – gemessen vom Neuzustand des Meißelhalters – ein Materialabtrag in axiale Richtung von ca. 10 mm stattgefunden hat. Dies ist unter ungünstigen Einsatzbedingungen der Fräseinrichtung (Belagmaterialien mit hohem Anteil abrasiver Substanzen) häufig schon nach 350 bis 400 Betriebsstunden der Fall. In diesem Fall ist ein Maschinenstillstand erforderlich, um typischerweise die die Stützfläche aufweisenden Meißelhalter-Oberteile (Wechselhalter) aus den fest mit der Fräswalze verschweißten Meißelhalter-Unterteilen zu entfernen und durch neue zu ersetzen. Neben den Kosten durch den Stillstand sind auch die Kosten für die Wechselhalter als solche nicht unerheblich.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Meißel bzw. eine Meißel-Meißelhalter-Kombination so weiter zu entwickeln, dass die Standzeit verbessert und insbesondere die Verschleiß verursachende Wirkung abrasiver Medien im Kontaktbereich zwischen Meißelkopf und Meißelhalter reduziert wird.
Lösung
Ausgehend von einem Meißel der eingangs beschriebenen Art wird die zugrunde liegende Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Kontaktfläche lediglich von mindestens einer Teilfläche der Unterseite der Stützscheibe gebildet ist und dass zwischen mindestens einer übrigen Teilfläche der Unterseite der Stützscheibe und der Stützfläche des Meißelhalters mindestens ein Freiraum verbleibt.
Die erfindungsgemäße Lösung setzt sich ganz bewusst von der im Stand der Technik verbreiteten Vorstellung ab, dass eine Verschleißminimierung durch Realisierung ebener und möglichst großer Kontaktflächen erzielt wird. Mit der Erfindung wurde demgegenüber erkannt, dass eine Verschleißminimierung vielmehr dadurch zu erreichen ist, dass die Kontaktfläche, die effektiv mit der Stützfläche des Meißelhalters in Berührung kommt, kleiner als die zu Verfügung stehenden Fläche der Unterseite der Stützscheibe gewählt wird. Für eine derartige Kontaktflächenreduzierung bietet sich insbesondere eine besondere Gestaltung der Stützscheibe an, da diese meist als Zusatzbauteil auf den Meißelschaft aufgeschoben wird. Alternativ kann aber auch die Stützfläche des Meißelhalters abweichend von einer oberen Geometrie, und zwar zum Beispiel gewellt, gestuft, o. ä. gestaltet werden.
In den Freiräumen zwischen Stützscheibe und Stützfläche des Meißelhalters mag sich zwar je nach Größe des lichten Spaltmaßes mehr oder weniger viel abrasives Material (in Form einer Suspension oder nach Verdampfung bzw. Austrocknung des Wassers auch als reines Feststoff-Agglomerat) ansammeln. Ab einer gewissen Dicke der im Freiraum angesammelten Schicht des Schmutzmaterials findet jedoch eine abrasive Wirkung nicht mehr statt, da diese ein ”hämmerndes” Einwirken zwischen zwei aufeinander schlagenden metallischen Oberflächen erfordert. Wird eine gewisse Schichtdicke überschritten, so wirkt dies dämpfend und die zerstörerische Wirkung auf die Oberflächen wird reduziert.
Im Ergebnis wird somit mit der erfindungsgemäßen Lösung die Wirkung des abrasiven Abtrags auf eine Teilfläche der Kontaktfläche reduziert, so dass insgesamt der Verschleiß gegenüber dem Stand der Technik vermindert wird. Gleichwohl findet in Bereichen, in denen sich zwischen der Stützscheibe und der Stützfläche des Meißelhalters eine ausfüllende Materialschicht des Schmutzes befindet, eine gewisse, aber nicht abrasiv wirksame Kraftübertragung statt, so dass die Flächenpressung im Bereich der reduzierten Kontaktfläche nicht übermäßig ansteigt.
Grundsätzlich kann die Stützscheibe einstückig mit dem Meißelkopf ausgeführt bzw. verbunden sein. Alternativ ist es aber auch möglich und insbesondere im Stand der Technik üblich, dass die Stützscheibe ein separates Bauteil darstellt, das vor Inbetriebnahme eines Meißels als Spannorgan für eine Spannhülse zum Fixieren des Meißels in der Aufnahmebohrung des Meißelhalters dient. Die Stützscheibe ist zu diesem Zweck auf die vorgespannte Spannhülse aufgeschoben, wobei deren Durchmesser geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser der Aufnahmebohrung des Meißelhalters um ein einfaches Einschieben des Meißelschaftes nebst der Spannhülse zu erreichen. Kurz bevor die Spannhülse und der Meißelschaft vollständig in die Aufnahmebohrung eingeführt sind, kommt die Stützscheibe mit der Stützfläche des Meißelhalters in Kontakt, wodurch die Stützscheibe bei fortgesetztem Einführen des Meißels von der Spannhülse abgestreift wird, wodurch diese ihre klemmende Funktion in der Aufnahmebohrung ausüben kann. Unabhängig von der erfindungsgemäßen Gestaltung der Stützscheibe kann diese die vorgenannte Funktion beibehalten, d. h. die Spannhülse bis zum Einsetzen des Meißels in den Meißelhalter in vorgespannter Stellung zu halten.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Stützscheibe auf ihrer Unterseite und/oder auf ihrer Oberseite eine Wellenstruktur aufweist, wobei vorzugsweise die Wellenberge und die Wellentäler in Umfangsrichtung der Stützscheibe betrachtet einander abwechseln und die Wellenlänge von einem Rand der Scheibe auf einen Mittelpunkt der Scheibe bzw. auf eine zentrale Durchgangsbohrung der Stützscheibe zu abnimmt. Eine derartige Wellenform mit strahlenförmig sich vom Mittelpunkt der Stützscheibe nach außen hin erstreckenden Wellentälern bzw. Wellenbergen lässt sich fertigungstechnisch leicht herstellen. Alternativ zu einer solchen ”radialen Wellung” ist auch eine parallele Wellung mit konstanter oder veränderlicher Wellenlänge möglich. Da die Kontaktflächen bei einer Wellenstruktur lediglich von Linien bzw. vergleichsweise kleinen Flächen beidseitig der Linien, die entlang der der Stützfläche des Meißelhalters zugewandten Wellenberge verlaufen, gebildet werden, ist die Möglichkeit der abrasiven Einwirkung der Schmutzpartikel entsprechend geringer. Dies wirkt sich entsprechend positiv auf die Abrasionsgeschwindigkeit, d. h. unmittelbar auch auf die Lebensdauer des Meißelhalters, aus.
Eine bei Standard-Meißeln durch Fräsbearbeitung von Straßenbelägen mit einem Meißelschaftdurchmesser von 20 mm und einem Meißelkopfdurchmesser von ca. 35 mm vorteil hafte Wellengeometrie besteht darin, dass die Amplitude der Wellenstruktur zwischen 2 mm und 5 mm, vorzugsweise zwischen 3 mm und 4 mm, beträgt. Die Wellenlänge im Bereich des Außendurchmessers der Stützscheibe sollte ungefähr zwischen 10 mm und 20 mm betragen, so dass sich eine Gesamtzahl von Wellenbergen bzw. Wellentälern von ca. 8 bis 12 pro Stützscheibe ergibt. Bei dem vorgenannten Meißelschaft-Durchmesser von ca. 20 mm und einem Außendurchmesser der Unterseite des Meißelkopf-Grundkörpers sollen der Außendurchmesser der Stützscheibe ca. zwischen 35 mm und 50 mm, vorzugsweise zwischen 45 mm und 48 mm, betragen.
Bei einer alternativen, erfindungsgemäß besonders bevorzugten Ausführungsform besitzt die Stützscheibe eine Trichterform oder eine konvexe Form, wobei das sich verjüngende Ende der Stützscheibe dem Meißelhalter zugewandt ist.
Durch eine derartige zur Meißelmittelachse rotationssymmetrische Form der Stützscheibe ergibt sich ein für die Meißelfunktion sehr vorteilhafter Zentriereffekt an der Oberseite, d. h. der Stützfläche des Meißelhalters. Da sowohl bei einer Trichterform als auch bei einer konkaven Form die Kontaktfläche sich angrenzend an den Meißelschaft befindet, kommt es nur dort zu den abrasiven Effekten, weshalb das Material des Meißelhalters in diesen Bereichen erosiv ausgearbeitet wird. Da sich die im Neuzustand des Meißelhalters plane Stützfläche des Meißelhalters im Bereich des Kontakts mit der trichterförmig oder konvex geformten Stützscheibe im Laufe des Betriebs vertieft, kommt es zu einer sich stetig verbessernden Zentrierung des Meißelkopfes mit der Stützscheibe in dem Meißelhalter. Mit zunehmender Einarbeitung der Stützscheibe in die Stützfläche des Meißelhalters findet zwar eine Vergrößerung der Kontaktfläche über das anfänglich vorhandene Maß hinaus statt. Die hinzukommenden Flächenanteile der Kontaktfläche sind aufgrund der Trichterform bzw. der konvexen Form der Stützscheiben-Unterseite radial nach außen betrachtet zunehmend unter einem kleineren Winkel zur Mittelachse des Meißels ausgerichtet. Dies bedeutet, dass die durch axiale Kräfte bewirkte Normalkraft auf die neu hinzu kommenden Kontaktflächenbereiche aufgrund der Winkelverhältnisse wesentlich geringer ist als in Bereichen, die unmittelbar an den Meißelschaft angrenzen. Dies bedeutet, dass trotz verbesserter Zentrierung die abrasive Wirkung aufgrund eines abnehmenden Normalkraft-Anteils reduziert wird.
Ein wesentlicher zusätzlicher positiver Effekt ist, dass durch die im Laufe der Betriebsdauer zunehmende Zentrierung ein Verkippen des Meißels unter Querkräften in eine Richtung quer zur Mittelachse zunehmend verhindert wird. Hierdurch wird ein Eindringen von in Wasser suspendierten Schmutzpartikeln in den Bereich der Kontaktfläche zunehmend vermieden, wodurch die Lebensdauer des erfindungsgemäßen Meißels bzw. dessen in Kombination damit verwendeten Meißelhalters nochmals gesteigert wird.
Ein optimaler Kompromiss zwischen Reduzierung der Kontaktfläche und einer Beibehaltung hinreichender Stabilität bei der Übertragung von Kräften in Richtung der Mittelachse des Meißels liegt vor, wenn eine Unterseite der trichterförmigen Stützscheibe mit einer Ebene, die senkrecht zu der Mittelachse des Meißels ausgerichtet ist, einen Winkel zwischen 5° und 30°, vorzugsweise zwischen 10° und 20°, einschließt.
Um nach dem Einsetzen eines neuen Meißels sogleich eine ausreichende Zentrierung desselben in dem Meißelhalter zu erreichen, sollte die Stützscheibe, ausgehend von einer zentralen Durchgangsbohrung für den Meißelschaft, auf ihrer Unterseite einen Zentrierbereich aufweisen, der sich in axiale Richtung weiter auf den Meißelhalter zu erstreckt als ein sich an den Zentrierbereich anschließender Hauptbereich der Trichterform. Ein derartiger Zentrierbereich kann mit einer entsprechenden Zentrierausnehmung im oberen Endbereich der Aufnahmebohrung des Meißelhalters korrespondieren.
Im Rahmen von Versuchen hat sich herausgestellt, dass die Stützscheibe vorzugsweise eine Dicke zwischen 3 mm und 6 mm, weiter vorzugsweise zwischen 4 mm und 5 mm aufweist. Auf diese Weise wird auch bei hohen auf den Meißel wirkenden Längskräften eine unerwünschte Verformung der Stützscheibe vermieden. Die Stützscheibe sollte bevorzugt aus Federstahl bestehen, um dauerhafte Formänderungen zu vermeiden. Durch die Federeigenschaften der Stützscheibe im vorgenannten dicken Bereich werden darüber hinaus Kraftspitzen während des Eindringens des Meißels in das zu fräsende Material elastisch gedämpft.
Die Stützscheibe sollte darüber hinaus einen Außendurchmesser zwischen 40 mm und 55 mm, vorzugsweise zwischen 45 mm und 50 mm aufweisen. Dabei erstreckt sich ein äußerer Rand der Stützscheibe vorzugsweise in radiale Richtung um ein gewisses Maß über den äußeren Umfang des sich darüber befindlichen Meißelkopf-Grundkörpers hinaus. Hierdurch wird ein Abweiseeffekt im Hinblick auf das von der Hartmetallspitze zerspante und seitlich an dem Meißel vorbei fließende Fräsmaterial geschaffen. Dieser Abweiseeffekt ist darüber hinaus besonders gut, wenn auch die Unterseite der Stützscheibe in ihrem über dem Meißelkopf vorstehenden Bereich eine Trichterform besitzt, da das zerspante Material in diesem Fall bogenförmig um den Spaltbereich zwischen der Unterseite der Stützscheibe und der Stützfläche des Meißelhalters herumgeführt wird.
Um während des Betriebs des Meißels mit der erfindungsgemäßen Stützscheibe den linienförmigen Kontakt im Bereich der unterseitigen Kontaktfläche verifizieren zu können, kann die Unterseite mit einer Prägung versehen sein. Ist diese Prägung (unterhalb von eventuell vorhandenen Schmutzablagerungen) auch nach langer Betriebsdauer noch vorhanden, ist somit der ordnungsgemäße Linienkontakt zwischen der Scheiben und der Meißelhalter-Oberseite nachgewiesen.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele von Meißel-Meißelhalter-Kombinationen näher erläutert.
Es zeigt:
1: Eine Meißel-Meißelhalter-Kombination mit einer trichterförmig ausgebildeten Stützscheibe im Halbschnitt,
1a: eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts aus 1,
2: einen vergrößerten Ausschnitt einer alternativen Ausführungsform mit einer wellenförmig gestalteten Stützscheibe im Schnitt und
3: eine Ansicht auf die Unterseite der Stützscheibe.
Eine in den 1 und 1a dargestellte Meißel-Meißelhalter-Kombination, wie sie typischerweise bei Fräsmaschinen zum Abtrag von Straßenbelägen aus Beton oder Asphalt verwendet wird, besitzt einen um ihre Mittelachse 1 drehbar gelagerten Meißel 2, der aus einem Meißelkopf 3 und einem Meißelschaft 4 zusammengesetzt ist. Der Rohling des als Kaltfließpressteil gefertigten Meißels 2 wird an dem oberen Ende des Meißelkopfs 3 mit einer Hartmetall-Spitze 5 versehen, die mit dem Unterteil des Meißelkopfes 3 verlötet ist.
Der Meißel 2 befindet sich mit einem unteren Teil 6 des Meißelschaftes 4 innerhalb einer Aufnahmebohrung in einem Meißelhalter 7, bei dem es sich um einen abnehmbaren Wechselhalter bzw. ein so genanntes Meißelhalter-Oberteil handelt, das in einen nicht abgebildeten und mit einer Frästrommel verschweißten Grundhalter eingesteckt ist. Der Meißel 2 ist in der Aufnahmebohrung des Meißelhalters 7 so gelagert, dass er in axiale Richtung gegenüber einem Herausrutschen gesichert, jedoch gleichzeitig um seine Mittelachse 1 des Meißels 2 drehbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rückhaltemittel in Form einer Spannhülse 8 ausgeführt, die in ihrer Längsrichtung einen Schlitz besitzt und mit radialer Vorspannung mit ihrer äußeren Mantelfläche 9 an einer inneren Mantelfläche 10 der Aufnahmebohrung in dem Meißelhalter 7 anliegt. Ein nicht dargestellter Bund in einem Endbereich des Meißelschaftes 4 verhindert, dass der Meißel 2 in axiale Richtung aus der Aufnahmebohrung in dem Meißelhalter 7 herauswandern kann.
Zwischen dem Meißelkopf 3 und einer diesem zugewandten Stützfläche 11 des Meißelhalters 7 befindet sich eine Stützscheibe 12. Erfindungsgemäß ist die Stützscheibe 12 trichterförmig bzw. konisch ausgebildet, wobei ein Winkel 13 zwischen einer zu der Mittelachse 1 senkrecht verlaufenden Ebene 14 und einer Ebene 15, die durch eine Oberseite 16 der Stützscheibe 12 definiert wird, ca. 10° beträgt. Dies führt dazu, dass eine dem Meißelhalter 7 zugewandte Unterseite 17 der Stützscheibe 12 mit einer quasi-linienförmigen, d. h. sehr schmalen ringförmigen, Kontaktfläche 18 an der Stützfläche 11 des Meißelhalters 7 anliegt. Die Kontaktfläche 18 wird somit lediglich von einer anteilmäßig sehr kleinen Teilfläche der Unterseite 17 der Stützscheibe 12 gebildet, wohingegen die übrige, nicht mit der Stützfläche 11 des Meißelhalters in Kontakt tretende Teilfläche der Unterseite 17 der Stützscheibe 12 wesentlich größer ist. Zwischen dieser letztgenannten größeren Teilfläche und dem äußeren Bereich der Stützfläche 11 befindet sich ein im Querschnitt keilförmiger, umlaufender Freiraum 19.
Die trichterförmige Stützscheibe 12 weist an ihrem inneren Randbereich einen sich keilförmig in Richtung auf den Meißelhalter erstreckenden Zentrierbund 20 auf, der bei der stanztechnischen Herstellung der Stützscheibe 12 durch Umformung angeformt wird. Die Aufnahmebohrung in dem Meißelhalter 7 weist in einem oberen Abschnitt eine Fase 21 auf, die unter einem Winkel von 45° zu der Mittelachse 1 verläuft. Unter derselben Schräge verläuft die äußere Mantelfläche auf der Unterseite 17 der Stützscheibe 12 im Bereich des Zentrierbundes 20, so dass die Stützscheibe 12 und damit auch der Meißel 2 gut in der Aufnahmebohrung des Meißelhalters 7 zentriert sind.
Zwischen einer äußeren Mantelfläche 22 des Meißelschafts und einer parallel zu der Mittelachse 1 verlaufenden inneren Mantelfläche 23 der Stützscheibe 12 befindet sich ein schmaler, im Querschnitt ungefähr rechteckförmiger Freiraum. Wenn der Meißel 2 im Zuge der Rotation der Frästrommel in das zu bearbeitende Material eindringt und somit Längskräfte, d. h. in Richtung der Mittelachse 1 wirkende Kräfte, auftreten, wird der Meißelkopf 3 durch diese Längskräfte in Richtung auf den Meißelhalter 7 zu bewegt. Die Kraftübertragung von dem Meißelkopf 3 auf die zwischengeschaltete Stützscheibe 12 findet im Bereich einer sehr kleinen quasi-linienförmigen Kontaktfläche 24 an einer Unterseite 25 des Meißelkopfs 3 statt. Diese Längskräfte bewirken in Abhängigkeit von der Steifigkeit, d. h. dem Material und der Dicke der Stützscheibe 12, eine Verformung derselben in Richtung des Pfeils 26, d. h. eine Abflachung der Stützscheibe. Hierdurch wird im Bereich einer umlaufenden Unterkante 27 der inneren Mantelfläche 23 der Stützscheibe 12 ein Kontakt zwischen der Stützscheibe 12 und dem Meißelschaft 4 hergestellt, der eine Abdichtung der Aufnahmebohrung in dem Meißelhalter 7 gegenüber Schmutzpartikeln bewirkt, die sich in einem im Querschnitt dreieckförmigen umlaufenden Freiraum 28 zwischen der Unterseite 25 des Meißelkopfs 3 und der Oberseite 16 der Stützscheibe 12 befinden.
Die federelastischen Eigenschaften der Stützscheibe 12 bewirken eine Reduzierung der im Bereich der Kontaktfläche 18 wirkenden Kräfte, was sich positiv auf den Verschleiß auswirkt. Darüber hinaus bewirkt der unvermeidliche Verschleiß im Bereich der Kontaktfläche einen konischen Materialabtrag im Bereich der Stützfläche 11 des Meißelhalters 7. Durch die fortschreitende Vertiefung des Konus, der sich der Kontur der Unterseite 17 der Stützscheibe 12 anpasst, ergibt sich mit fortschreitendem Verschleiß günstigerweise eine Verbesserung der Zentrierung der Stützscheibe 12 in dem Meißelhalter 7 und somit eine verbesserte Zentrierung des Meißels 2 insgesamt. So kann davon ausgegangen werden, dass die Kontur der Stützfläche 11 des Meißelhalters 7 in einem inneren konischen Bereich den Verlauf der in 1a gestrichelt dargestellten Linie 29 annimmt.
Alternativ zu der radial verlaufenden Unterseite 25 des Meißelkopfes 3 ist es auch möglich, diese Unterseite 25 kegelförmig auszubilden, wobei sie dann vorzugsweise unter demselben Winkel 13 zu einer Ebene 14 geneigt ist, wie die Oberseite 16 der Stützscheibe. In diesem Fall existiert der Freiraum 28 nicht und es liegt vielmehr ein flächiger Kontakt zwischen der dann geneigt verlaufenden Unterseite 25 des Meißelkopfs 3 und der Oberseite 16 der Stützscheibe 12 vor. Die elastischen Eigenschaften der Stützscheibe 12 sind in diesem Fall jedoch nur deutlich abgeschwächt vorhanden.
Bei der in 2 dargestellten alternativen Ausführungsform einer Meißel-Meißelhalter-Kombination ist anstelle der trichter- oder kegelförmigen Stützscheibe 12, wie sie in den 1 und 1a dargestellt ist, eine wellenförmige Stützscheibe 12' vorhanden. Im dargestellten Fall verlaufen der Unterseite 25 des Meißelkopfs 3 zugewandte Wellenberge 30 und Wellentäler 31 parallel zueinander und senkrecht zu der Mittelachse 1. Ebenso verlaufen – nur um eine halbe Wellenlänge verschoben – der Stützfläche 11 des Meißelhalters 7 zugewandte Wellenberge 32 und Wellentäler 33 parallel zueinander und senkrecht zu der Mittelachse 1. Die Wellenberge 30 und Wellentäler 31 auf der Oberseite der Stützscheibe 12' verlaufen parallel zu den Wellenbergen 32 und den Wellentälern 33 auf der Unterseite der Stützscheibe 12'. Die Kontaktflächen 18' haben in diesem Falle die Form dreier parallel zueinander verlaufender Linien, wobei eine die Mittelachse 1 schneidende Linie eine Länge besitzt die dem Durchmesser der Stützscheibe 12' entspricht, wohingegen die radial weiter außen liegenden Linien entsprechend der Kreisform der Stützscheibe 12' kürzer bemessen sind. Zwischen den Kontaktflächen 18' befinden sich Freiräume 19', die von den Wellentälern 33 gebildet werden.
Alternativ zu der an der Oberseite und der Unterseite gewellten Stützscheibe 12' kann auch eine Stützscheibe realisiert werden, die nur an der dem Meißelhalter 7 zugewandten Unterseite gewellt ist.
Darüber hinaus kann alternativ zu der parallelen Wellenstruktur der Stützscheibe 12' auch eine Wellenstruktur gewählt werden, bei der die Wellen entweder in Form konzentrischer Kreisringe um die Mittelachse 1 umlaufen oder von dort nach Art von Speichen radial nach außen verlaufen und sich daher die Wellenlänge mit zunehmendem Abstand von der Mittelachse 1 vergrößert.
Wie sich schließlich noch aus 3 entnehmen lässt, kann die Unterseite 17 der Stützscheibe 12, die in diesem Fall keine Wellenstruktur aufweist, mit einer Prägung versehen sein. Diese Prägung kann z. B. in Form radial verlaufender Linien 34 ausgeführt sein. Die Linien 34 verlaufen durchgängig von einer zentralen Bohrung 35 (stanztechnisch herge stellt) der Stützscheibe 12 bis hin zu der mit sechs Aussparungen versehenen umlaufenden äußeren Stirnfläche der Stützscheibe 12. Auf diese Weise ist es möglich, den ordnungsgemäßen linienförmigen Kontakt der Stützscheibe während des Betriebs des Meißels 2 zu kontrollieren.

1: Mittelachse
2: Meißel
3: Meißelkopf
4: Meißelschaft
5: Hartmetall-Spitze
6: unterer Teil
7: Meißelhalter
8: Spannhülse
9: äußere Mantelfläche
10: innere Mantelfläche
11: Stützfläche
12, 12': Stützscheibe
13: Winkel
14: Ebene
15: Ebene
16: Oberseite
17: Unterseite
18, 18: Kontaktfläche
19, 19': Freiraum
20: Zentrierbund
21: Fase
22: äußere Mantelfläche
23: innere Mantelfläche
24: Kontaktfläche
25: Unterseite
26: Pfeil
27: Unterkante
28: Freiraum
29: Linie
30: Wellenberg
31: Wellental
32: Wellenberg
33: Wellental
34: Linie
35: Bohrung
D_a: Außendurchmesser
D_B: Bunddurchmesser
D_H: Meißelhalterdurchmesser

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102005010678 A1 [0003]
- DE 10325253 A1 [0003]
- EP 1641002 A1 [0003]
- DE 102008010609 A1 [0003]

Claims

Meißel (2) einer Fräseinrichtung, vorzugsweise zur Bearbeitung von Straßenbelägen oder zur Verwendung im Bergbau, mit einem mit einer Hartmetall-Spitze (5) versehenen Meißelkopf (3) und einem koaxial zu dem Meißelkopf (3) angeordneten Meißelschaft (4), mit dem der Meißel (2) in einer Aufnahmebohrung des Meißelhalters (7) so lagerbar ist, dass er in axiale Richtung fixiert und um eine Mittelachse (1) des Meißels (2) drehbar ist, wobei der Meißelschaft (4) mit Rückhaltemitteln versehen ist, die mit Rückhaltemitteln des Meißelhalters (7) zusammenwirken und den Meißel (2) in axiale Richtung in dem Meißelhalters (7) fixieren, wobei der Meißelkopf (3) an einem dem Meißelschaft (4) zugewandten Ende eine Stützscheibe (12, 12') aufweist, die eine der Hartmetall-Spitze (5) zugewandte Oberseite (16) und eine dem Meißelschaft (4) zugewandte Unterseite (17) aufweist, die eine Kontaktfläche (18, 18') umfasst, mit der sich der Meißelkopf (3) im Betrieb der Fräsvorrichtung an einer dem Meißelkopf (3) zugewandten Stützfläche (11) des Meißelhalters (7) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (18, 18') lediglich von mindestens einer Teilfläche der Unterseite (17) der Stützscheibe (12, 12') gebildet ist, und dass zwischen mindestens einer übrigen Teilfläche der Unterseite (17) der Stützscheibe (12, 12') und der Stützfläche (11) des Meißelhalters (7) mindestens ein Freiraum (19, 19') verbleibt.
Meißel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (12') auf ihrer Unterseite (17) und/oder auf ihrer Oberseite (16) eine Wellenstruktur aufweist, wobei Wellenberge (30, 32) und Wellentäler (31, 33) in Umfangsrichtung oder in eine Richtung senkrecht zu der Mittelachse (1) des Meißels (2) betrachtet einander abwechseln und gegebenenfalls die Wellenlänge von einem Rand der Stützscheibe (12') auf die Mittelachse (1) oder auf eine zentrale Durchgangsbohrung in der Stützscheibe (12') zu abnimmt.
Meißel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude der Wellenstruktur zwischen 2 mm und 5 mm, vorzugsweise zwischen 3 mm und 4 mm beträgt.
Meißel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (12) eine Trichterform oder eine konvexe Form besitzt, wobei das sich verjüngende Ende dem Meißelhalter (7) zugewandt ist.
Meißel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterseite (17) der Stützscheibe (12) mit einer Ebene (14), die senkrecht zu der Mittelachse (1) des Meißels (2) ausgerichtet ist, einen Winkel zwischen 5° und 30°, vorzugsweise zwischen 10° und 20°, einschließt.
Meißel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (12, 12') ausgehend von einer zentralen Durchgangsbohrung für den Meißelschaft (4) einen Zentrierbereich aufweist, der sich in axiale Richtung weiter auf den Meißelhalter (7) zu erstreckt als ein Hauptbereich der Stützscheibe (12, 12'), insbesondere von deren Trichterform.
Meißel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (12, 12') eine Dicke zwischen 3 mm und 6 mm, vorzugsweise zwischen 4 mm und 5 mm, aufweist.
Meißel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (12, 12') einen Außendurchmesser (Da) zwischen 40 mm und 55 mm, vorzugsweise zwischen 45 mm und 50 mm, aufweist.
Meißel nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Oberseite (16) der Stützscheibe (12) zugewandte Unterseite (25) des Meißelkopfs (3) entsprechend der der Oberseite (16) der Stützscheibe (12), insbesondere der Trichterform der Stützscheibe (12) angepasst konisch oder konvex, geformt ist.
Meißel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (17) der Stützscheibe (12, 12') eine Prägung aufweist.
Meißel-Meißelhalter-Kombination bestehend aus einem Meißel (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche und einem Meißelhalter (7), wobei der Meißel (2) in eine Aufnahmebohrung des Meißelhalters (7) so einsetzbar ist, dass der Meißel (2) in axiale Richtung fixiert und gleichzeitig um seine Mittelachse (1) drehbar gelagert ist.