DE2345965A1 - Schlagwerkzeug - Google Patents

Description

Deutsches Patentamt

München

Zweibrückenstraße 12

PATENTANWÄLTE

DR. ERNST STURM DR. HORST REINHARD DIPL.-ING. KARL-JÜRGEN KREUTZ

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Datum

12.9.1973

Kennametäl Inc. One Lloyd Avenue

Latrobe, Pennsylvania 15650
USA

Schlagwerkzeug

Die Erfindung betrifft ein Schlagwerkzeug, dessen stählerner Halter an einem Ende eine axiale Bohrung zur Aufnahme eines harten, verschleißfesten Schlagelementes aufweist. Insbesondere soll es sich dabei um ein schweres Schlagwerkzeug handeln, das von einem Motor gegen die aufzubrechenden geologischen Formationen oder Felsen getrieben wird.

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Es sind unter Schlageinwirkung arbeitende Vorrichtungen bekannt, bei denen eine Einrichtung dafür sorgt, daß ein Schlagwerkzeug gegen die aufzubrechenden oder abzutragenden Felsen oder geologische Formationen getrieben wird. Zum Hin- und Herbewegen des Schlagwerkzeuges können hin- und hergehende Motoren verwendet : werden, und zwar können diese sowohl hydraulisch oder pneumatisch arbeiten. Es kann sich bei diesen Schlagwerkzeugen auch um solche handeln, die man unter der Wirkung eines Gewichtes auf den zu bearbeitenden Bereich herabfallen läßt.

; Früher hat man Hartstahl als Schlagwerkzeug verwendet, oder man j

hat mindestens das Schneidende des Schlagwerkzeugs aus Hartstahl hergestellt bzw. mit Hartstahl besetzt·

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• Zwar ergibt Hartstahl oder eine Hartstahlbesetzung ein verschleißfesteres Schneidende auf dem Schlagwerkzeug, jedoch läßt eine derartige Stahlbehandlung im Hinblick auf die Verschleiß-

festigkeit und Härte noch viel zu wünschen übrig.

; Man hat derartige Schlagwerkzeuge auch schon mit kleinen Einsätzen aus zementiertem Hartmetallkarbid versehen, was die Verschleißfestigkeit am Schneidende des Werkzeugs erheblich verbesserte. Jedoch neigt der Stahl, in den die Hartmetallelemente eingesetzt sind, zum Verschleiß, wodurch die Schneidelemente freigelegt werden, manchmal eine pilzförmige Gestalt annehmen und Schwierigkeiten hervorrufen.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schlagwerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, welches

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die oben erwähnten Nachteile des Standes der Technik nicht auf- j

I weist. Insbesondere richtet sich die Erfindung auf ein Schlag- S werkzeugt welches lediglih ein einziges, massives, verschleißfestes Element besitzt, im Gegensatz zu einer Verwendung von ■■ mehreren, verschleißfesten Elementen. ;

Zur Aufgabe der Erfindung gehört weiterhin die Schaffung einer
Schneidspitzenanordnung für ein Schlagwerkzeug, welche an einem
abgenutzten Schlagwerkzeug befestigt bzw. an einem Schlagwerkzeug, welches zur Aufnahme der Schneidspitze ausgelegt ist, lösbar _; befestigt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Schlagwerkzeug dadurch gekennzeichnet, daß das Schlagelement als zylindrisches Teil aus
gesintertem Hartmetallkarbid ausgebildet und in der Bohrung be- ϊ festigt ist, wobei es mit einer Spitze aus dem einen Ende des
Halters herausragt und mit seinem anderen Ende direkt am Boden : der Bohrung anliegt.

Nach der Erfindung wird also ein .Stahlteil von beträchtlichen
Abmaßen vorgesehen, welches unter Kraftaufwand in axialer , Richtung gegen abzutragende oder aufzubrechende Bodenformationen j bzw. Felsen getrieben werden kann. Erfindungsgemäß wird in das j

Schneidende des Stahlteiles ein massives Stück aus gesintertem
Harmetallkarbid, beispielsweise aus gesintertem Wolframkarbit
eingesetzt. Dieses bildet eine harte, verschleißfeste Spitze,
mit welcher das Werkzeug auf die Formation oder den Felsen aufschlägt. Das Stahlstück bildet also einen Halter und wird in
den vorliegenden Unterlagen auch als solcher bezeichnet.

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Das Hartmetall kann in den stählernen Halter eingepreßt oder '. eingeschrumpft werden. Auch kann man es festlöten oder in anderer Weise sicher am stählernen Halter befestigen. Das in den stählernen Halter eingesetzte Ende des Hartmetalls liegt direkt am Halter an und überträgt dementsprechend die Energie vom Halter auf das Werkstück, an welchem das äußere Ende des Hartmetallteiles angreift.

Es besteht die Möglichkeit, das Schneidelement aus Hartmetall direkt am Halter zu befestigen. Man kann es jedoch auch in einen stählernen Rückhaltering einsetzen, welcher mit dem Ende des stählernen Halters verschweißt oder in den stählernen Halter eingeschraubt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 eine abgebrochene, teils geschnittene Ansicht, des ' Schneidendes eines Schlagwerkzeuges nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Ansicht entsprechend Figur 1 von einer abgewandelten Ausführungsform;

Fig. 3 eine Ansicht entsprechend Fig. 1 von einer weiteren abgewandelten Ausführungsformj

Fig. 4 einen Teilschnitt, aus dem die Ausbildung einer

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Tasche im stählernen Halter aes Schlagwerkzeuges hervorgeht, wobei diese Tasche zur Aufnahme von Spänen beim Einpressen des verschleißfesten Schneidelementes in den Halter dient j

Fig. 5 eine Darstellung ähnlich der nach Figur 4, wobei jedoch eine andere Ausbildung der Tasche zur aufnahme der Späne gezeigt ist.

Nach Figur 1 ist ein stählerner Körper 10 vorgesehen, der in Richtung des Pfeiles 12 hin- und hergehen kann, so daB er mit seinem Schneidende gegen eine geologische Formation oder einen Felsen getrieben wird. Der Körper 10 bildet einen Halter für ein hartes, verschleißfestes Spitzenelement. Hierzu weist das untere Ende des Halters eine axiale bohrung 14 auf, in der ein massives Schneidelement 16 aus hartem, verschleißfestem Material befestigt ist. Es besteht vorzugsweise aus gesintertem Metallkarbid, und zwar insbesondere aus gesintertem Wolframkarbid·

Das Schneidelement 16 weist einen zylindrischen Abschnitt auf, der eng in die Bohrung 14 hineinpaßt. Außerhalb des unteren Endes des Halters 10 verjüngt sich das Schneidelement auf einem ersten Abschnitt 18 unter einem bestimmten Winkel. Anschließend daran folgt eine stärkere Verjüngung bis zu einer Spitze, und zwar in einem Abschnitt 20.

Der Halter 10 beginnt etwa am unteren Ende des zylindrischen Teils des Schneidelementes 16 mit einer konischen Erweiterung unter einem ersten Winkel,und zwar in einem Abschnitt 22, Er erweitert sich sodann mit kleinerem Winkel in einem Abschnitt

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bis auf seinen Außendurchmesser.

Das aus Hartmetall bestehende Schneidelement 16 kann im Preßsitz in die Bohrung 14 eingesetzt sein. Auch kann man den Halter 10 zur Aufnahme des Schneidelementes 16 erwärmen, um zu einem Schrumpfsitz des Schneidelementes im Halter zu kommen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, das Schneidelementnit dem Halter zu verlöten, indem man es, umgeben von Lötmaterial, in die Bohrung 14 einsetzt und sodann den Halter einschließlich des Schneidelementes bis auf Löttemperatur erhitzt.

Es sei darauf hingewiesen, daß das obere Ende des Schneidelementes 16 an der Stelle 26 eine feste Auflage auf der Bodenfläche der Bohrung 14 findet, um die Energie in wirksamer Weise vom Halter 10 auf das Schneidelement 16 zu übertragen.

Wie es sich aus Figur 2 ergibt, kann das Schneidelement 16 in einem stählernen Stützring 28 befestigt werden, wobei dann der Stützring 28, etwa mittels einer Schweißnaht 30, am unteren Ende eines stählernen Halters 32 angeschweißt wird. Letzterer wurde angefast, um den Stützring 28 aufzunehmen. Vorzugsweise fast man sowohl den Stützring 28, als auch den Halter 32 an, um eine ringförmige V-INlut zu bilden, in die das Material der Schweißnaht 30 eindringt.

Das Schneidelement 16 nach Figur 2 erstreckt sich vollständig durch den Stützring 28 und liegt mit seinem oberen Ende 26 voll und fest am unteren Ende des Halters 32 an.

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Nach Figur 3 ist das Schneidelement 16 in einen stählernen Ring 34 eingepaßt j welcher am oberen Ende ein Gewinde 36 trägt« Dieses Gewinde kann in ein Gewinde 38 eines Halters 40 eingeschraubt werden. Wenn der Ring 34 dicht gegen den Halter 40 verspannt ist, liegt das obere Enae 26 des Schneidelementes 16 fest an der nach unten·gerichteten Fläche am unteren Ende des Halters 40 an.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß das Schneidelement 16 im Preßsitz in den Halter eingesetzt werden kann. Figur 4 zeigt, wie ein Halter 42 mit einer Tasche 44 versehen werden kann, und zwar neben dem Boden derjenigen Bohrung, in welche das Schneidelement 16 eingepreßt wird. Sämtliche' Späne, die das Schneidelement während seines Einpressens vom Halter abnimmt,, gelangen in die Tasche 44 und dementsprechend nicht zwischen das innere Enae 26 des Schneidelementes 16 und die Bodenfläche der Bohrung im Halter.

Figur 5 zeigt, wie ein Schneidelement 16 α im Bereich seines inneren Endes mit einem Abschnitt·46 von vermindertem Durchmesser versehen werden kann. Es entsteht dadurch eine Tasche 48 zur Aufnahme sämtlicher Späne, die beim Einpressen des Schneidelementes in den Halter abgenommen werden. Beide Figuren 4 und zeigen Anordnungen, bei denen das innere Ende des Schneidelementes eine volle, feste Anlage am Boden der Bohrung im Halter findet, wenn das Schneidelement in den Halter, eingepreßt ist. Die Taschen nach den Figuren 4 und 5 sind bei den Abwandlungsformen nach den Figuren 2 und 3 nicht erforderlich, da man die dort gezeigten Ringe, in denen die Schneidelemente befestigt

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sind, von Spänen befreien kann, bevor man sie am Halter montiert.

Bei sämtlichen beschriebenen Ausführungsformen wird ein einziges, massives Element aus gesintertem Karbid, vorzugsweise aus Wolframkarbid verwendet, um das Schneidende aes Schlagwerkzeuges zu bildem

Als Beispiel sei genannt, daß ein gesintertes Schneidelement etwa 45 mm (1 3/4 Inches) Durchmesser, etwa 130 mm (5 Inches) Länge und etwa 2_S7 kg (6 Pounds) aufweisen kanne

Eine beträchtliche Steigerung im Gebrauchswert des Schlagwerkzeuges geht auf die erfindungsgemäße Verwendung eines Einsatzelementes aus Hartmetall zurück. Das Schlagwerkzeug erhält eine größere Durchschlagskraft und eine beträchtlich verlängerte Lebensdauer.

Die Erfindung schafft also ein Schlagwerkzeug, bei dem ein massives, aus hartem Sinterwerkstoff bestehendes Element an' einem stählernen Halter befestigt ist, welcher hin- und hergeht, um das Element gegen eine aufzubrechende geologische Formation zu treiben. Das massive Sinterelement kann im Preßsitz in den stählernen Halter eingesetzt oder dort im Schrumpfsitz befestigt sein. Auch kann es am Halter verlötet werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, das Sinterelement in eine Stahlhülse einzusetzen, die über eine Verschraubung oder eine Lötverbindung am stählernen Halter befestigt werden kann.

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Claims (11)

Patentansprüche

1./Sehlagwerkzeug, dessen stählerner Halter an einem Ende eine axiale iohrung zur Aufnahme eines harten, verschleißfesten Sehlagelementes aufweist,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Schlagelement (16, 16a) als zylindrisches Teil aus gesintertem Hartmetallkarbid ausgebildet und in der Bohrung (14) befestigt ist, wobei es mit einer Spitze, aus dem einen Ende des Halters (10, 32, 40, 42) herausragt und mit seinem anderen Ende (26) direkt am Boden der Bohrung anliegt,

2. Schlagwerkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß, das Schlagelement (16, 16 a) aus Wolframkarbid besteht.

3. Schlagwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das Schlagelement (16, 16 a) in die Bohrung (14) eingelötet ist.

4. Schlagwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das Schlagelement (16, 16 a) in die Bohrung (14) einzementiert ist.

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5. Schlagwerkzeug nach Anspruch 1 oaer 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlagelement (16, 16 a) im Preßsitz in aie Bohrung (14) eingesetzt ist.

6. Schlagwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (14) am Boden eine Hinterschneidung (44) aufweist, um die beim Einpressen des Schlagelemertes (16, 16 a) in die Bohrung abgenommenen Späne aufzunehmen.

7. Schlagwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlagelement (16 a) an seinem inneren Ende einen Abschnitt (46) von vermindertem Durchmesser aufweist, um die beim Einpressen des Schlagelementes in die Bohrung abgenommenen Späne aufzunehmen.

8· Schlagwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der stählerne Halter (32, 40) aus einem ersten axialen Abschnitt (28, 34), durch welchem sich die Bohrung hindurcherstreckt, und aus einem zweiten axialen Abschnitt besteht, welcher am ersten Abschnitt befestigt ist und einen den Boaen der Bohrung bildenden Bereich aufweist.

9. Schlagwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte des stählernen Halters (32) miteinander ver-

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schweißt

10. Schlagwerkzeug nach Anspruch 8, aadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte des stählernen Halters (40) miteinander verschrcuDt sind.

11. Schlagwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, aaaurch gekennzeichnet, aaii das herausragende Ende des Schlagelementes (16, 16 a) an der Spitze einen großen Konuswinkel und daran anschließena einen kleineren Konuswinkel aufweist.

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