DE2423963A1

DE2423963A1 - Werkzeug zur erdbearbeitung

Info

Publication number: DE2423963A1
Application number: DE2423963A
Authority: DE
Inventors: Eugene Lee Helton
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1973-05-21
Filing date: 1974-05-17
Publication date: 1974-12-12
Also published as: BR7403793D0; IT1011443B; CA1007047A; JPS5035904A; ZA743139B; GB1467326A

Description

Hamburg, den 15. Mai 1974

161174 .1300 (LP)

Priorität: 21. Mai 1973, U.S.A., Pat.Anm.Nr. 362 475

Anmelder:

Caterpillar Tractor Co.

Peoria, 111., U.S.A.

Werkzeug zur Erdbearbeitung

Die Erfindung bezieht sich auf Werkzeuge zur Erdbearbeitung mit harten, verschleißfesten Einlagen oder Einsätzen, die einer schnellen Abnutzung dieser Werkzeuge entgegenwirken und ihre Lebensdauer erhöhen. Die Erfindung betrifft insbesondere die kritische Anordnung der harten Einsätze bezüglich des in den Boden eingreifenden Teiles eines Werkzeuges, um für ein spezielles, verschleißfestes Einsatz-

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material in diesen Werkzeugen optimale Verschleißeigensohaften zu erhaltene

Bs ist durchaus bekannt, in den Boden eingreifende oder ähnliche Werkzeuge mit Einsätzen oder Einlagen zu versehen, deren Werkstoffe einen höheren Verschleißfestigkeitsgrad aufweist, als der Werkstoff des Werkzeuges, der üblicherweise Stahl ist· Derartige Einsätze werden vor allem verwendet, um die lebensdauer der Werkzeuge-zu verlängern, und es wurde bereits ein erheblicher Aufwand getrieben, um die Einsätze oder Einlagen so auszubilden und dem mit dem Boden in Eingriff tretenden Teil des Werkzeuges zuzuordnen, daß die größtmögliche Verschleißdauer für das Werkzeug erreicht wirdo Ausführungsmöglichkeiten für Brdbearbeitungswerkzeuge, die zur Erhöhung der Lebensdauer mit verschleißfesten Einsätzen versehen sind, sind beispielsweise in den ITS—Patentschriften 1 922 917, 2 033 594, 2 549 088, 2 739 395, 3 286 379, 3 453 756 und 3 529 677 beschrieben.

Erwartungsgemäß sind die Einsätze oder Einlagen bei typischen bekannten Erdbearbeitungswerkzeugen, wie sie beispielsweise in den vorstehend aufgezählten Patenten beschrieben sind, dem Werkzeug so zugeordnet, daß sie eine Stirnfläche für dieses bilden. Der Einsatz ist allgemein an der Stirnfläche des Werkzeuges angeordnet und ist diesem in der Form angepaßt, siehe beispielswa.se die erwähnte US-PS 2 033 594e Die Einsätze können sich auch hinter dem Hand oder der Außenfläche des Werkzeuges erstrecken und bilden dann den mit dem Boden in Lngriff stehenden Teil des Werkzeuges, siehe beispielswe-" ?e die US-PS 3 453 756 und T 529 677 ₀

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Obgleich, zu erwarten ist, daß solche Einsätze am besten wirken, wenn sie an der Fläche angebracht sind, die am Anfang die Erde berührt, hat es sich unerwartet herausgestellt, daß die übliche Anordnung dieser Einsätze an der Stirnfläche der in die Erde eingreifenden Werkzeuge allgemein nicht dazu führt, die Verschleißfestigkeit dieser Werkzeuge in einem den Kosten und der Qualität der Einsätze entsprechenden angemessenen Umfang zu erhöhen_o In einigen Fällen haben Ver— suche gezeigt, daß die Erhöhung der Verschleißfestigkeit der Werkzeuge mit üblich angeordneten Einsätzen vernachlässigbar isto

Diese Teile müssen daher häufig ausgewechselt order ersetzt werden, was zu einem beträchtlichen Kostenaufwand für den Benutzer führte

Die Erfindung bezweckt daher, ein Erdbearbeitungswerkzeug zu sohaffen₉ welches tatsächlich sehr gute Eigenschaften hinsichtlich der Verschleißfestigkeit aufweist_o

Die Erfindung bezweckt ferner, ein Erdbearbeitungswerkzeug zu schaffen, welches Einsatzteile aufweist, die im Vergleich zu bekannten Werkzeugen hinsichtlich einer erhöhten Verschleißfestigkeit und Lebensdauer optimal angeordnet sind«

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, Erdbearbeitungswerkzeuge zu schaffen, die sich durch eine erhöhte Verschleißfestigkeit gegenüber bekannten Werkzeugen auszeichnet, welche optimal ausgebildete und in Bezug auf den mit dem

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Boden in Berührung tretenden Teil des Werkzeuges optimal angeordneten Einsätzen aus zusammengesetzten Legierungen aufweisen«,

Ein Erdbearbeitungswerkzeug ist erfindungsgemäß mit einem hinter der Stirnfläche des Werkzeuges angeordneten verschleißfesten Einsatz versehene Somit bilden also ein hinten liegender Einsatz und einer vorn liegende Stahlfläche die Stirnfläche des in den Boden eingreifenden erfindungsgemäßen Werkzeugesο Es hat sich gezeigt, daß durch die erfindungs— gemäße Anordnung eines harten, verschleißfesten Einsatzes die Lebensdauer des Erdbearbeitungswerkzeuges einschle der Lebensdauer des Einsatzteiles beträchtlich erhöht wird« Zwar ist der Grund für dieses vorteilhafte Ergebnis nicht ganz einsichtig und verständlich, jedoch ist zu vermuten, daß das verhältnismäßig zähe und geschmeidige Material des. Erdbearbeitungswerkzeuges den gewöhnlich spröderen oder brüchigeren harten Einsatz gegen Stöße schützt, die dessen Lebensdauer normalerweise verkürzen, während der harte Ein·» satz das in den Boden eingreifende Werkzeug verstärkt und damit die Verschleiß- und Abriebfestigkeit erhöht.

Offenbar besteht auch eine Beziehung zwischen dem Verschleißgrad des Werkstoffes an der Stirnfläche und an der Bodenfläche eines Erdbearbeitungewerkzeugeβ_o Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Anordnung der Einsätze ein äußerst günstiges Verhältnis dieser Versohleißgrade gewährleistete Es ist kritisch, einen ausreichend großen Einsatz hinter der Stirnfläche des Werkzeuges vorzusehen und außerdem diese

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Stirnfläche des Werkzeuges mit ausreichender Dicke vorzusehen, um den Einsatz gegen übermäßige Stöße zu schützen«»

Obgleich auch das Verhältnis der Verschleißgrade nicht vollständig einsichtig ist, kann vermutet werden,, daß an der Bodenfläche des Werkzeuges aufgrund der kontinuierlichen Berührung unter Druck mit Erde und Steinen der schnellste Verschleiß auftritt₀ Der Verschleiß an der Stirnfläche eines Erdbearbeitungswerkzeuges ist allgemein einer seitlichen Verzugwirkung zuzuschreiben« Die harte, verschleißfeste Legierung erzeugt einen Widerstand # gegen eine beschleunigte Abnutzung an der Bodenfläche, und so wird der Verschleiß an der Stirnfläche dem Verschleiß an der Bodenfläche und sogar dem Gesamtverschleiß des Werkzeuges angeglichene

Der erfindungsgemäße Einsatz kann aus irgendeinem herkömmlichen harten,- verschleißfesten Werkstoff bestehen, beispielsweise aus Wolframkarbid bzw. Widiametall oder einer ähnlichen, besonders harten Metall-legierungo Das Werkzeug kann somit verstärkt werden und die Verschleißfestigkeit kann durch die erfindungsgemäße Anordnung der Einsätze dadurch gesteigert werden»

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in welchen verschiedene ¥ vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise erläutert und dargestellt sindo Dabei . zeigen:

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ügo 1 einen Querschnitt einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Erdbearbeitungswerkzeuges mit einem verschleißfesten Einsatz,

Figo 2, 3 Uo 4 Querschnitte weiterer vorteilhafter und bevorzugter Ausführungsformen erfindungsgemäßer Werkzeuge mit verschleißfestem Einsätze

Figo 1 zeigt ein Erdbearbeitungswerkzeug 10 mit einem verschleißfesten Einsatz 11, welcher hinter der Stirnfläche 12 des Werkzeuges 10 angeordnet ist» Ein Pfeil zeigt die übliche Bewegungsrichtung des Werkzeuges an„ Zwar ist hier eine langgestreckte Anordnung, wie ZoB₀ eine Schneidkante einer Schaufel eines Motorplanierers als Erdbearbeitungswerkzeug 10 dargestellt, jedoch kann diese erfindungsgemäße Ausgestaltung mit hinten angeordnetem Einsatz 11 entsprechend auch bei anderen Erdbearbeitungswerkzeugen, beispielsweise bei Schneid— spitzen einer Trennmaschine, den Zähnen eines Baggereimers oder derglo verwendet werden« Dabei sollte jedoch der verschleißfeste Einsatz 11 der Bodenkante des jeweiligen in die Erde eingreifenden Werkzeuges in gleicher Weise zugeordnet sein_g wie der Einsatz 11 der Bodenfläche 13 und der Stirnfläche 12 der Schneidkante 10 in Figo 1 zugeordnet ist₀

Die Sohneidkante 10 ist in der Darstellung nach Fig· 1 an einem Teil 14 des Schneidkanten-Trägers oder Streichbrettes eines Motorplanierers angebracht« Die Schneidkante 10 ist lösbar an dem Teil 14 befestigt, beispielsweise mit mehreren Schrauben und Muttern 16_o Der untere Teil 17 der Schneidkante 10 weist eine wesentlich geringere Dicke auf, als der obere

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am Teil 14 befestigte Teil 18 der Schneidkante_o Der Verschleißfeste Einsatz 11 ist am unteren Teil 17 beispielsweise durch. Hartlötung oder derglo befestigt, wodurch die Schneidkante 10 insgesamt einen im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt erhält₀

Der dünnere untere Teil 17 der Schneidkante 10 kann vorteilhaft dadurch gebildet werden, daß eine Schneidkante 10, die ursprünglich eine im wesentlichen gleiche Dicke aufweist, durch maschinelle Nachbearbeitung in die gewünschte Porm gebracht wird«

Es können auch gegenüber der Darstellung in Pig. I abgewandelte !Formen für den unteren Teil 17 der Schneidkante vorgesehen werden, falls dies erwünscht ist» Der Einsatz 11 kann am vorderen Teil 17 der Schneidkante 10 durch Hartlöten oder ein anderes herkömmliches Verfahren befestigt sein_e Wenn der Werkstoff des Einsatzes 11 es zuläßt, ist es erwünscht, Erdbearbeitungswerkzeuge aus Stahl nach der Hartlötung einer Anlaßbehandlung zu unterwerfen, um die metallogischen Eigenschaften der Werkzeuge wieder herzustellen©

Figo 3 bis 4 zeigen andere Ausführungsmöglichkeiten eines erfindungsgemäßen, im folgenden wieder als Schneidkante bezeichneten Erdbearbeitungswerkzeuges, welches mit einem hinter der Stirnfläche 12 angeordneten verschleißfesten Einsatz 11 versehen ist₀ Die Schneidkante 10 ist auch bei diesen Ausführungsformen wiederum beispielsweise mit mehreren Schraubverbindungen 16 an einem Teil des Streichbrettes

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eines Motorplanierers lösbar befestigte Wesentlich und vorteilhaft ist es bei diesen bevorzugten Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung, daß die Schneidkante 10 aus gewalzten Werkstoffen hergestellt werden kann» Die Formung der Schneidkante wird somit erleichtert und auch weniger teuer, als wenn die Schneidkante gegossen oder geschmiedet würdeο

Bei der in J¹Xg₀ 2 gezeigten Ausführungsform ist der untere, in den Boden eingreifende Teil 19 der Schneidkante 10 durch einen Walzvorgang mit einem Abschnitt versehen, dessen Quersohnittsdicke gegenüber dem oberen Teil 18 geringer ist· Ferner sind zwei abgestufte Teile 21 und 22 am hinteren Endteil 25 des oberen Teiles der Schneidkante 10 vorgesehene Ein kleinerer, plattenförmiger Teil 24 mit einer der Schneidkante 10 ähnlichen metallurgischen Zusammensetzung ist bei 26 an der Rückseite des Teiles 23 angeschweißt,, Dadurch wird ein Schlitz zwischen dem Teil 24 und.dem unteren, in den Boden eingreifenden Teil 19 der Schneidkante 10 ausgebildet· Der Einsatz 11 ist in diesem Schlitz untergebracht und kann in vorteilhafter Weise in seiner lage aufgelötet oder geschweißt sein» Der Einsatz 11 kann auch zwischen die Platte 24 und den Teil 19 gebracht werden, bevor die Platte 24 an der Schneidkante 10 angeschweißt wirdo

Figo 3 zeigt eine ähnliche Ausführungsform, wobei zwei abge« stufte Teile 27 und 28 am hinteren Teil 23 der Schneidkante vorgesehen sind« Der plattenförmige Teil 24 ist ferner mit nach vorn sioh erstreckenden Flansohteilen 29 und 31 versehen

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und am hinteren Teil 23 der Schneidkante 10 durdh eine Schweißnaht 32 befestigt* Vor dem Anschweißen wird der Einsatz 11 zwischen den plattenförmigen Teil 24 und den unteren, in den Boden eingreifenden Teil 19 der Schneidkante 10 eingesetzte Nach dem Schweißen ist der Einsatz 11 dann sicher an seinem Platz gehalten. Vorzugsweise wird dann der Einsatz 11 nach dem Schweißen hartgelötet, um ihn mit der Schneidkante 10 zu verbinden.

Mgβ 4 zeigt eine weitere ähnliche Ausführungsform, bei welcher eine zweite Stahlplatte 33 bei 34 an den oberen Teil 18 der Schneidkante 10 angeschweißt ist_o Die Platte 33 bildet hierdurch den vorderen, in den Boden eingreifenden Teil der Sohneidkante 10· Ein dritter plattenförmiger Teil 36 wird dann bei 37 an den oberen Teil 18 und bei 38 an die Sohneidkante 10 angeschweißt. Vor dem Schweißen wird der Einsatz zwischen die Platten 33 und 36 eingefügt und wird durch die zusammengeschweißten Platten sicher in seiner Lage gehaltene Der linsatz 11 wird vorzugsweise wieder hartgelötet und die Sohneidkante einer Anlaß-Behandlung unterworfen, falls dies möglich isto

Bei den in Pig» 3 und 4 dargestellten Ausführungen wird der untere Teil der Platten und der Schneidkante während des Betriebes ziemlieh schnell abgenutzt bzw_e abgeschliffen, so daß der Einsatz 11 zur Bodenoberfläche hin freigelegt wirdo Bei den in Figo 2 bis 4 dargestellten Ausführungen der Erfindung sind die harten, verschleißfesten Einsätze 11 sandwichartig zwischen die weicheren, biegungsfähigeren,

bzw, zäheren Stahlteile der ochneidkante 10 eingelegt» Der Einsatz 11 ist somit bei unmittelbarer Bodenberührung sowohl auf der Vorderseite wie auf der Bückseite geschützte

Bei sämtlichen dargestellten Ausführungsformen der Erfindung wird der harte Einsatz 11 durch den unmittelbar davor liegenden Teil der Schneidkante gegen Stoßbelastungen geschützte Der Einsatz und die Schneidkante sind also Teile, die sich beim Einsatz des Werkzeuges vorteilhaft ergänzen* Die Schneidkante ist nämlich ein verhältnismäßig nachgiebiger und zäher !Teil, welcher Stoßbelastungen absorbiert, während der Einsatz ein harter^ verschleißfester Teil ist, der gegen Abrieb und Verschleiß insbesondere an der Bodenfläche 15 äußerst widerstandsfähig ist ο

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Claims

ANSPRÜCHE

f IoJErdbearbeitungswerkzeug, dadurch, gekennzeichnet, daß es einen aus einer verhältnismäßig zähen und nachgiebigen Legierung bestehenden Hauptteil (10) mit einer vorderen, den Boden berührenden Hache (12, 13) aufweist, daß ein harter, verschleißfester Einsatz (11) an der Rückseite dieses Hauptteiles befestigt ist, und daß der Hauptteil und der verschleißfeste Einsatz an der Unterseite des Werkzeuges eine gemeinsame, mit dem Boden b in Berührung stehende Fläche bilden₀

2„ Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (11) die gesamte rückwärtige Hache des mit dem Boden in Eingriff kommenden Werkzeuges umfaßte

3ο Werkzeug nach Anspruch. l_f dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (11) durch Hartlöten mit dem Hauptteil (10) des Werkzeuges verbunden ist_o

Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (11) sandwichartig zwischen einem vorderen Seil (12) und einem aus einer entsprechenden, zähen Legierung bestehenden hinteren Teil (24» 36) eingebettet ist, und daß der vordere, der hintere und der Einsatzteil eine gemeinsame, mit dem Boden in Berührung tretende Unterseite (13) aufweiseno

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Werkzeug nach. Anspruch. 4, dadurch, gekennzeichnet, daß der vordere Teil, der hintere Teil und der Einsatz durch Hartlöten und Schweißen zu einer gemeinsamen Einheit verbunden sind ο

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