DE2409629A1

DE2409629A1 - Bergbauliches vortriebswerkzeug (drehschaftmeissel)

Info

Publication number: DE2409629A1
Application number: DE2409629A
Authority: DE
Inventors: Thomas J Kniff
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 1973-03-01
Filing date: 1974-02-28
Publication date: 1974-09-12
Also published as: DE2409629B2; GB1453374A; US3830546A; FR2219996B1; FR2219996A1; CA994373A; ZA74921B; AU6557974A

Description

PATENTANWÄLTE

Anmelder: Kennametal Inc. dr. ernst sturm

Latrobe PA 15650 USA ^DR· ^HORST ™NHAM>

DIPL-ING. KARL-JÜRGEN KREUTZ

8000 München 40, Leopoldstraße 20/IV Telefon: (0811)396451

Draht: Isaipatent Bank: Deutsche Bank AG München 21/14171 Postscheck: München 9756-809

Datum 28. Februar 1974 Kr/h

Bergbauliches Vortriebswerkzeug (Drehschaftmeißel)

Die Erfindung betrifft einen Drehschaftmeißel, d. h. ein bergbauliches Werkzeug, dessen Schaft einen vorderen Bereich größeren Durchmessers.und einen hinteren Bereich kleineren Durchmessers hat, zwischen denen eine Schulter ausgebildet ist, und welcher Schaft von einer entsprechenden Bohrung eines Tragblocks aufgenommen ist, wobei sich an das vordere Ende des vorderen Teiles des Schaftes ein sich nach vorne erstreckendes Arbeitsteil anschließt, in dessen vorderes Ende eine Hartmetallspitze eingesetzt ist, wobei alle Teile bzw. Bereiche im Querschnitt rund und koaxial zueinander vorgesehen sind.

Derartige Meißel und ihre Tragblöcke sind bekannt und in den US-Patentschriften 3 499 685, 3 519 309 und 3 65& 565 beschrieben. In jedem Falle haben dabei die Meißel und c6e Tragblöcke gegenseitig zusammenwirkende kegel ige Schultern, welche die

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auf den Meißel einwirkenden Lasten aufnelimen. Dabei sind die Schultern normalerweise so ausgelegt, daß sie den lieißel während seiner gesaraten Lebensdauer in zuträglicher Weise unter-| stützen bzw. halten, wobei der Verschleiß an den Schultern nur geringfügig ist, also jedenfalls kein betonter Verschleiß an diesen Schultern auftritt.

In der einfachsten Form ist dabei die konische,"lasttragende Schulter an der vorderen Mündung der Bohrung vorgesehen, was sich für Meißel größerer Abmessungen als befriedigend erwiesen hat. In einem Falle (bei einer Anordnung nach einer der oben- j genannten US-Patentschriften) ist die kegelige Schulter etwa auf der Mitte der Länge der Bohrung des Blockes vorgesehen, während der Schaft des Meißels zwei Abschnitte unterschiedlichen Durchmessers aufweist, die durch eine nach rückwärts weisende Schulter miteinander verbunden sind, welche die Schulter in dem Block beaufschlagt.

Diese Anordnung ist vorgesehen worden zum Zwischenfügen einer Hülse zwischen einen kleinen Meißel und den Block, wobei dei* Verschleiß zwischen Meißel und Hülse aufgeteilt wird, während die Hülse herausgenommen und durch einen Schwerlastmeißel ersetzt werden kann, der einen wesentlich größeren Schaft als ein in der Hülse aufgenommener Meißel aufweist.

Solche Schwerlastmeißel können unter Lasten arbeiten, welche kleine Meißel biegen oder brechen wurden, so daß diese Schwer-

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^! . " 240S629

;lastmeißel also beim Vortrieb durch harte Formationen eingesetzt{

werden. i

'Als natürliche Konsequenz einer harten Formation entwickeln . I sich abrasive, verschleißende Teilchen, wache in die Bohrung

rund um den Schaft herum eindringen können und den Verschleiß des Schaftes und der Bohrung beschleunigen. Ein gewisses Ausmaß dieses Verschleißes findet natürlich an den Schultern des Blockes und des Schaftes statt, indem aber der Meißel in dem Block rotiert, ergibt sich auch am Umfang des Schaftes sowie an der Umfangsf lache der Bohrung Verschleiß. Derartiger Verschleiß führt zu einer Lockerung des Meißels in dem Block und zu vorzeitigem Versagen des Meißels' und zu einem endgültigen Verschleiß des Blockes vor dem Ende der normalen Lebensdauer.

Demgegenüber sieht die vorliegende Erfindung ihre wesentliche Aufgabe darin, bei einer Meißel-Block-Anordnung der genannten Art zusätzliche zusammenwirkende Flächen zu schaffen, die bei einem merklichen Verse hleiß der herkömmlichen Tragschultern zwischen Meißel und Block zum Tragen kommen. Dabei soll gleichzeitig verhindert werden, daß abrasive Teilchen in die Bohrung des Blockes eindringen und die Wirkungsweise des Meißels soll stabilisiert und sicherer gemacht werden.

I Die Lösung dieser Aufgabe besteht im wesentlichen darin, daß der Arbeitsbereich ein konisches vorderes Ende, welches die jHartmetallspitze aufweist, aufweist, an welches sich ein zylin- j ! 409837/03U

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drischer Bereich anschließt, der etwa den gleichen Durchmesser wie der vordere Bereich des Schaftes aufweist, und daß ein radialer Flansch von nicht unbeträchtlicher Größe einstückig mit dem Meißel zwischen dem Arbeitsbereich und dem Schaft vorgesehen ist.

Des weiteren ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß der rückwärtige Bereich des Schaftes eine Nut aufweist, in der ein Haiteelement aufgenommen ist, durch welches der Meißel in einem zusammengefügten Verhältnis in Beziehung mit einem Tragblock gehalten ist.

Es handelt sich um ein pickenartiges Bergwerks-Werkzeug, welches symmetrisch um seine Längsachse mit einem im Querschnitt kreis- ! förmigen Schaft ausgebildet ist, welcher drehbar in einer entsprechenden Bohrung eines Tragblocks aufgenommen ist: also um einen Drehschaftmeißel. Die Bohrung in dem Tragblock hat dabei eine nach vorwärts weisende Schulter und zwar mittig zwischen den beiden Enden, während der Schaft eine nach rückwärts weisende Schulter hat, welche die Schulter der Bohrung beaufschlagt Die vorderseitige Stirnfläche des Blocks ist eben und senkrecht zur Achse der Bohrung ausgerichtet, während der Meißel einen

radialen Flansch hat, der im Neuzustand Abstand von der Stirn-I
j fläche des Blocks hat, der jedoch zur Auflage an die Stirn-

\ fläche der Bohrung kommt, wenn die eine oder die andere der ge- j nannten Schultern verschli/ssen werden, so daß der Flansch wenigstens einen Teil der Axiallast überträgt.

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Es werden nun zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand j der Zeichnung beschrieben, wobei sich auch bedeutsame weitere Merkmale ergeben, die sich am besten im Zusammenhang mit der Zeichnung beschreiben lassen.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht, teilweise geschnitten, einen Meißel gemäß der Erfindung, eingesetzt in einen entsprechenden Tragblock.

Fig. 2 zeigt ebenfalls in Seitenansicht, ausschnittsweise, eine ähnliche Meißel-Block-Anordnung, wobei aber die Halterung des Meißelschaftes in dem Block unterschiedlich ist.

Nachdem somit nunmehr die allgemeinen Grundlagen der Erfindung erläutert sind und außerdem mittels der Figuren eine konkrete i Anschauungsbasis geschaffen ist, soll nun zunächst noch einmal

! eine Zusammenfassung des wesentlichen Inhaltes der Erfindung ge-

geben werden:

Gemäß der Erfindung ist also - wie an sich schon einmal gesagt - ein Tragblock für einen Meißel ( Drehschaftmeißel) mit einer durchgehenden Bohrung vorgesehen, welche sich senkrecht zur Stirnfläche erstreckt, mit einem größeren vorderen und einem kleineren hinteren Abschnitt und einer kegeligen Schulter zwischen den genannten Abschnitten.

Der im Querschnitt kreisförmige Drehschaftmeißel hat einen im

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Querschnitt kreisförmigen Schaft zur Aufnahme in der Bohrung des Blockes, welcher Schaft einen rückwärtigen Bereich kleineren Durchmessers und einen vorderen Bereich größeren Durchmessers ■ ι

und eine nach rückwärts weisende Schulter zwischen den beiden

Bereichen aufweist; die Schulter an dem Meißelschaft liegt dabei an an der Schulter der Aufnahmebohrung. Der Meißel ragt dabei aus dem vorderen Ende der Bohrung heraus mit einem kreisförmigen vorderen Bereich, der in einer in der Längsachse des Schaftes liegenden Spitze ausläuft, welche Spitze vorzugsweise in Form eines Hartmetallelementes vorgesehen ist, beispielsweise Hartmetall-Carbidmaterial, welches in Form eines Schneidelementes in das Arbeitsende des Meißels eingesetzt ist. ;

Unmittelbar vor der vorderen Stirnfläche des Blocks ist der Meißel mit einer nach rückwärts.weisenden radialen Schulter versehen, die von einem ringförmigen Flansch gebildet ist. Diese

nach rückwärts weisende Schulter hat normalerweise einen gering-j fügigen Abstand zur Stirnfläche des Blocks, sie kommt aber zur I Anlage an diese Stirnfläche, wenn ein spürbares Ausmaß von Ver- j schleiß an der einen oder an beiden genannten Schultern des Meißel und der Aufnahmebohrung stattgefunden hat.

Die radiale Schulter am vorderen Ende des Blocks verhindert das Eintreten von abrasiven Teilchen in die Bohrung und fernerhin stabilisiert sie den Meißel in dem Block und verhindert eine Verschwenkung des Meißels in dem Block, wenn die Schulter ganz dicht an die Stirnfläche des Blockes herangelangt bzw. gar zur Anlage an die Stirnfläche des Blocks gelangt. Wenn dann diese

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Schulter die Stirnfläche des Blockes erst einmal beaufschlagt, stabilisiert sie den Meißel in dem größtmöglichen Ausmaß, während sie an der Aufnahme der axialen Last teilnimmt während des Betriebes und noch vollständiger die Bohrung des Blockes gegen Eindringen feinen abrasiven Materials abdichtet.

Es werden nun die Figuren des näheren im einzelnen beschrieben:

Gemäß Fig. 1 hat der Block 10 eine Bohrungl2, die sich von der vorderen Stirnfläche 14 zur rückwärtigen Fläche 16 hindurcherstreckt, wobei die Achse der Bohrung senkrecht zu der vorderen Stirnfläche 14 ist. Die Bohrung hat einen kleineren hinteren Bereich 18 und einen größeren vorderen Bereich 20 und eine geneigte Schulter 22 zwischen den beiden Bereichen, etwa auf der Hälfte ihrer Länge.

Ein Meißel ist drehbar in dem Block aufgenommen (Drehschaftj meißel) mit einem Schaft 30, mit einem kleineren (im Durch-

messer kleineren) Bereich 32 und einen größeren Bereich 34 und i

einer Schulter 36 zwischen beiden Bereich 32, 34, welche so geneigt ist, daß sie der Schulter 22 in der Bohrung komplementär entspricht.

I Der Bereich kleineren Durchmessers 32 des Schaftes ragt aus dem ίrückwärtigen Ende der Bohrung über die Fläche 16 des Blockes

j hinaus und weist einen Federring (Schnappring) 38 eingesetzt in

> eine. Nut 40 des Schaftes auf, in der Weise, daß der Schaft in

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dem Block gehaltert ist, wobei er sich aber frei in dem Block drehen kann.

Über die vordere Stirnfläche 40 des Blockes hinaus erstreckt j sich ein Arbeitsbereich 42 des Meißels, der in eine Spitze des j Meißels 44 ausläuft, welche vorteilhaft in Form eines Hartmetall einsatzes 46, beispielsweise aus Wolframcarbid, vorgesehen ist. Die Arbeitsspitze 44 liegt dabei in der Achse des Meißels, wobei der Meißel über seine gesamte Länge kreisförmig und drehsymmetrisch um seine Längsachse ist.

Unmittelbar vor der vorderen Stirnfläche 14 des Blockes 10 hat der Meißel einen umlaufenden Flansch 48, der eine nach rückwärts weisende radiale Schulter 50 aufweist, welche parallel zu der

ι Stirnfläche 14 des Blocks ist. Im Neuzustand hat die Schulter i 50 etwas Spiel gegenüber der Stirnfläche 14 des Blocks, wenn aber die eine oder die andere oder beide der zusammenwirkenden Tragschultern etwas verschleißen, kommt die Schulter 50 allmählich zur Anlage gegen die Stirnfläche 14. j

Zu jeder Zeit aber tendiert der Flansch 48 dahingehend, daß abrasive Teilchen vom Eindringen in die Bohrung des Blockes 10 gehindert werden; und wenn dann die Schulter 50 gar zur Anlage an die Stirnfläche 40 des Blocks gelangt, nimmt die Schulter ! 50 teil an der übertragung der axialen Last des Meißels und hindert ein Verschwenken bzw. Kippen des Meißels in dem Block, so daß die Verschleißwirkung am Umfang des Meißelschaftes und

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der Aufnahmebohrung des Blockes reduziert wird. Weiterhin ist in diesem Stadium, in welchem die Schulter 50 die Stirnfläche 14 beaufschlagt, die Bohrung weitgehend bzw. fast völlig abgedichtet gegen Eintritt weiteren abrasiven Materials.

Fig., 2 zeigt eine Abwandlung, wobei der insgesamt mit 60 bezeich nete Meißel in der insgesamt mit 62 bezeichneten Bohrung gehalten ist mittels eines federnden ringförmigen Springclips 64, welcher eingesetzt ist in eine Nut 66, die am rückwärtigen Bereich des Schaftes ausgebildet ist und die federnd herausziehbar vorgesehen ist, so daß der Meißel in die Bohrung eingesetzt werden kann, wobei sich dann der Clip radial ausdehnt, so daß

in
er/eine ringförmige Hinterschneidung 68 in der Bohrung des

Blockes eingreift.

Der federnde Clip 62 bildet eine Verbindungsanordnung, welche den Meißel in dem Block haltert, aber dabei freie Drehung des Meißels erlaubt, und welcher des weiteren ein ganz schnelles, leichtes Einpressen des Meißels einerseits sowie seine Entnahme bzw. sein Austreiben andererseits erlaubt.

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Claims

Patentansprüche

1. Bergbauliches Werkzeug (Drehschaftmeißel), dessen Schaft einen vorderen Bereich größeren Durchmessers und einen größeren Bereich kleineren Durchmessers hat, zwischen denen eine Schulter ausgebildet ist, und welcher Schaft in einer entsprechenden Bohrung eines Tragblocks aufgenommen ist, wobei sich an das vordere Ende des vorderen Teiles des Schaftes ein sich nach vorne erstreckendes Arbeitsende anschließt, in dessen vorderes Ende eine Hartmetallspitze eingesetzt ist, wobei alle Teile bzw. Bereiche im Querschnitt rund und koaxial zueinander vorgesehen sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Arbeitsbereich (42) ein konisches vorderes Ende, welches die Hartmetallspitze aufweist, aufweist, an welches sich ein zylindrischer Bereich anschließt, der etwa den gleichen Durchmesser wie der vordere Bereich (34) des Schaftes aufweist, und daß ein radialer Flansch (48) von nicht unbeträchtlicher Größe einstückig mit dem Meißel zwischen dem Arbeitsbereich und dem

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Schaft vorgesehen ist.

j

2. DrehschaftmeißeLgemäß Anspruch 1,

j dadurch gekennzeichnet,

j daß der rückwärtige Bereich (32) des Schaftes eine Nut (40, 46) \ aufweist, in der ein Halteelement (38, 64) aufgenommen ist, durch welches der Meißel in einem zusammengefügten Verhältnis in Beziehung mit einem Tragblock gehalten ist.

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

daß ein Tragblock (10) mit einer Bohrung (12) .zur Aufnahme des Schaftes des Meißels vorgesehen ist, dessen Bohrung eine Schulter zur Aufnahme der Schulter am übergang zwischen dem größeren und dem kleineren Abschnitt des Meißelschaftes etwa auf der Hälfte ihrer Länge aufweist,

und daß das vordere Ende des Blockes in Form einer zur Achse der Bohrung senkrechten Fläche (14) in einem radialen Abstand j von der Schulter (22), der etwa gleich dem Abstand des Flansches (48) des Meißels bis zur Schulter an der Verbindung von dem größeren zum kleineren Bereich des Meißelschaftes vorgesehen ist.

4. Drehschaftmeißel nach Ansprüchen 1 bis 3,

\ dadurch gekennzeichnet,

j daß die Länge des größeren Abschnittes des Schaftes etwa ebenso

■ groß wie die Länge des kleineren Abschnittes des Schaftes

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(34/32) ist.

5. Drehschaftmeißel nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß der Arbeitsbereich (d. h. der aus der Aufnahmebohrung herausragende Bereich des Meißels) etwa ebenso lang wie der Meißelschaft ist.

6. Drehschaftmeißel nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß die rückwärtige Seite des Flansches (48) in Form einer zu der Achse des Meißels senkrechten Fläche (50) ausgebildet ist, während die Schulter am Übergang von dem größeren zum kleineren Abschnitt des Schaftes sich konisch zum kleineren Abschnitt des Schaftes hin verjüngt.

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