DE3000227C2

DE3000227C2 - Hammer zum Zerkleinern von Gestein oder ähnlichen Materialien

Info

Publication number: DE3000227C2
Application number: DE3000227A
Authority: DE
Inventors: Nikolaj P. Novosibirsk Ermilov; Petr Ja Fadeev; Vladimir Ja Fadeev; Vladlen V. Korobkov; Rim A. Kulagin; Leonid A. Mitin
Original assignee: Institut Gidrodinamiki Sibirskogo
Current assignee: Institut Gidrodinamiki Sibirskogo
Priority date: 1979-01-15
Filing date: 1980-01-04
Publication date: 1983-01-27
Also published as: SE442383B; FR2446153B1; DE8000153U1; JPS615868B2; SU866174A1; US4251113A; SE7908231L; DE3000227A1; JPS5596284A; FR2446153A1; CA1121155A

Description

a) die Stirnfläche (6) des Schaftes des Werkzeuges (5) in einer der Grundfläche (7) der Öffnung angepaßten Weise sphärisch ausgebildet ist,

b) zwischen dem konischen Schaft und der konischen Wand (8) der Aufnahmeöffnung eine Manschette (11) aus elastischem Material vorgesehen ist und

c) der Reibungswinkel gegenüber dem Material des Schaftes bzw. der Öffnung größer ist als der Kegelwinkel des Schaftes bzw. der Öffnung.

2. Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Hohlraum (12) im Werkzeug (5) sich entlang der Längsachse des Werkzeuges (5) bis auf eine Tiefe erstreckt, die größpr ist als die Länge des Arbeiisteils (10) des Werkzeuges (5).

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Hammer zum Zerkleinern von Gestein oder ähnlichen Materialien Z. B. im Bergbau mit einem Gehäuse und einem darin angeordneten Antrieb für ein hin unu her bewegliches Schlagorgan, welches eine sich nach vorn leicht konisch erweiternde öffnjng für die Aufnahme des konischen Schaftes eines hohlen Werkzeuges aufweist, deren Grundfläche sphärisch ausgebildet ist.

Aus Abbildung 4 der DE-PS 8 60 784 ist ein Spitzeisen für Schlaghänimer bekannt, bei dem ein Stahlrohr in einen massiven Hammerdorn konisch eingesetzt ist, wobei die Grundfläche der Bohrung im Hammerdorn sphärisch ausgebildet ist. jedoch keine Berührung mit der Stirnfläche des eingesetzten Stahlrohres hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hammer der eingangs erwähnten Gattung anzugeben. bei dem das Werkzeug so in das bewegliche Schlagorgan eingesetzt ist. daß sowohl bei Schlägen längs der Normalen als auch bei Schlägen in einem Winkel zu dem zu zerkleinernden Gestein eine intensive Zerkleinerungswirkung gewährleistet wird.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß

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a) die Stirnfläche des Schaftes des Werkzeuges in einer der Grundfläche der Öffnung angepaßten Weise sphärisch ausgebildet ist.

b) zwischen dem konischen Schaft und der konischen Wand der Aufnahmeöffnung eine Manschette aus elastischem Material vorgesehen ist und

c) der Reibungswinkel gegenüber dem Material des Schaftes bzw. der Öffnung größer ist als der Kegelwirikel des Schaftes bzw, der Öffnung.

Dadurch daß die Stirnfläche des Schafts des Werkzeuges in einer der Grundfläche der Öffnung angepaßten Weise sphärisch ausgebildet ist, und Zwischen dem konischen Schaft und der konischen Wand der Aufnahmeöffnung eine Manschette aus elastischem Material vorgesehen ist, wird eine gleichmäßige Verteilung der Belastung, die vom Werkzeug zum Schlagorgan bei »schrägen Schlägen« übertragen wird, gewährleistet. Die Wahl des Kegelwinkels des Schafts bzw. der Öffnung größer als der Reibungswinkel gegenüber dem Material des Schaftes bzw. der Öffnung gestattet ein Festhalten des Werkzeuges in der

to Aufnahmeöffnung des Schiagkörpers ohne zusätzliche Befestigungselemente und bietet die Möglichkeit, eine Vorspannung für die Manschette aus elastischem Material zu erzeugen, was die Gleichmäßigkeit der Spannungen an den Seitenflächen des Werkzeugschaftes und der Aufnahmeöffnung noch mehr erhöht.

"orteilhaft erstreckt sich der Hohlraum im Werkzeug entlang der Längsachse des Werkzeuges bis auf eine Tiefe, die größer ist als die Länge des Arbeitsteils des Werkzeuges. Dadurch ist es möglich, das Werkzeug bis zum völligen Verschleiß seines Arbeitsteils ohne Unterbrechung einzusetzen.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Hammer zum Zerkleinern von Gestein oder ähnlichen Materialien in Gesamtansicht teilweise geschnitten und

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des vorderen Teils des Hammers und die Form des Arbeitsteils des Werkzeuges nach einigen hundert Schlägen gegen das zu zerkleinernde Gestein.

Der erfindungsgemäße Hammer zum Zerkleinern von Gestein oder ähnlichen Materialien (siehe Fig. 1 und 2) besitzt ein Gehäuse, in dem ein hin und her

J5 bewegliches Schlagorgan 2 angeordnet ist. Der Antrieb, der dem Schlagorgan 2 die hin und her gehende Bewegung erteilt, ist in der Zeichnung nicht abgebildet. Die Konstruktion dieses Antriebs kann beliebig sein (mechanisch, hydraulisch, elektrisch usw.). Im vorderen Teil des beweglichen Schlagorgans 2 if eine Aufnahmeöffnung 3 vorhanden, in welche mit seinem Schaft 4 ein Werkzeug 5 eingesetzt ist Die Stirnseite 6 des Schaftes 4 des Werkzeuges 5 und die Grundfläche 7 der Aufnahmeöffnung 3 sind in Gestalt einander entsprechender sphärischer Oberflächen ausgeführt, deren Halbmesser etwa gleich einem Drittel der vollen Länge des Werkzeuges 5 ist. Die Seitenfläche 8 der Aufnahmeöffnung 3 und die Seitenfläche 9 des Schaftes 4 des Werkzeuges 5 sind konisch ausgebildet, wobei zwischen diesen Seitenflächen eine Manschette 1 aus elastischem Material angeordnet ist und der Kegelwinkel der Seitenfläche 9 des Schaftes 4 bzw. der Kegelwinkel der Seitenfläche 8 der Aufnahmeöffnung 3 kleiner ist als der Reibungswinkel der Materialien zwischen den angrenzenden Oberflächen. Die Dicke der Manschette 11 im freien Zustand ist etwas größer als der Spalt zwischen der Seitenfläche 8 der Aufnahmeöffnung 3 und der Seilenfläche 9 des Schaftes 4 des Werkzeuges 5 Das Werkzeug 5 ist hohl, wobei sich der Hohlraum von der Stirnseite des Arbeitsteils 10 des Werkzeuges 5 entlang der Längsachse des Werkzeuges bis auf eine Tiefe erstreckt, die größer ist als die Länge des Arbeitsleils 10. Mit Arbeitsteil 10 sei damit der Abschnitt des aus der Aufnahmeöffnung 3 des Schiagorgans 2 herausragenden Teils des Werkzeuges 5 verstanden, der es gestattet, Schläge gegen das zu zerkleinernde Gestein bis zum Völligen Verschleiß wirksam auszuüben.

Die elastische Manschette 11 zwischen der Seitenfläche 8 der Aufnahmeöffnung 3 und der Seitenfläche 9 des Schaftes 4 des Werkzeuges 5 gewährleistet eine gute Befestigung des Werkzeuges 5 in der Aufnahmeöffnung 3 unter Verformung der Manschette 11 mittels axialen Andrucks des Werkzeuges 5 bei dessen Einsetzen (infolge der Tatsache, daß der Kegelwinkel kleiner als der Reibungswinkel zwischen den angrenzenden Oberflächen ist) und trägt zu einer gleichmäßigeren Verteilung der seitlichen Belastungen über die Seitenflächen 8 und 9 bei sogenannten »schrägen Schlagen« bei. Außerdem gewährleistet dies einen zuverlässigeren Kontakt zwischen der sphärischen Grundfläche 7 der Aufnahmeöffnung 3 und der Stirnfläche 6 des Schaftes 4 des Werkzeuges 5, ohne daß hierbei eine hohe Herstellungsgenauigkeit der konischen Seitenflächen 8 und 9 erforderlich ist.

Nach einigen hundert Schlagen nimmt die vordere Stirnfläche des Werkzeuges 5 die in Fig.2 gezeigte Form an, d. h. die Winkel zwischen der zylindrischen Außenfläche und der Stirnseite sowie zwischen den zylindrischen Oberflächen des Hohlraums 12 und den Stirnseiten des Arbeitsteils 10 des Werkzeuges 5 schleifen sich ab und bilden eine halbtorische Ringfläche, die in Wechselwirkung mit dem zu zerkleinernden Material bis zum vollständigen Verschleiß des A.rbeitsteils 10 erhalten bleibt.

Bei einem »graden Schlag« gegen das zu zerkleinernde Gestein wirkt das Werkzeug 5 mit diesem längs einer ringförmigen Linie zusammen, während ein Werkzeug mit Vollquerschnitt einen Punktkontakt bei Wechselwirkung mit dem zu zerkleinernden Gestein haben wurde, was an diesem die Ausbildung einer sphärischen Oberfläche zur Folge hätte. Bei dem erfindungsgemäßen Hammer mit hohlem Werkzeug nimmt das zerkleinerte zusammengepreßte Gestein 13 (Fig.2), das den Hohlraum 12 ausfüllt, gleichfalls an der Übertragung des Schlagimpulses auf das zu zerstörende Gestein teil, was die Fläche der Wechselwirkung des Werkzeuges 5 mit dem zu zerkleinernden Gestein ίο ebenfalls vergrößert.

Bei einem solchen »schrägen Schlag« gegen das zu zerkleinernde Gestein wirkt das Werkzeug 5 mit dem letzteren an einer Seile der Stirnfläche seines Arbeitsteils 10 zusammen. Der kleine AbrJndungshalbmesser der vorderen Stirnfläche ergibt ein verbessertes Eindringungsvermögen des Werkzeuges 5 in das so zerkleinernde Gestein. Dies führt einmal zur Verminderung der seitlichen Belastungen des Werkzeuges und zum anderen zur Erhöhung der Wirksamkeit des Gesteinsabbaus.

Das Vorhandensein der Manschette 1 aus elastischem Material zwischen der Seitenfläche 8 der Aufnahmeöffnung 3 des Schlagorgans 2 und der Seitenfläche 9 des Schaftes 4 des Werkzeuges 5 trägt bei »schrägen Schlagen« zu einer gleichmäßigeren Verteilung der Belastung über die Seitenflächen bei, was seinerseits die Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Hammers erhöht

Bei einem »schrägen Schlag« dreht sich das Werkzeug 5 in der Aufnahmeöffnung 3 unter der Wirkung der seitlichen Belastung und deformiert dabei die Manschette 1 aus elastischem Material. Diese Drehung des Werkzeuges 5 erfolgt ebenso wie die Drehung eines freien Stabes um einen Punkt, der in einem Abstand liegt, der ungefähr einem Drittel der Länge des Werkzeuges 5 von der Stirnfläche b des Schaftes 1 aus entspricht.

Die sphärische Gestalt der Stirnfläche 6 des Schaftes 4 des Werkzeuges 5 und der Grundfläche 7 der Aufnahmeöffnung 3 des Schlagorgans 2 mit einem Halbmesser, der dem Abstand von der Stirnfläche 6 des Schaftes 4 des Werkzeuges 5 bis zum Drehpunkt gleich ist, gewährleistet, daß an diesen Oberflächen keine Spannungen auftreten, die von der seitlichen Belastung des Werkzeuges 5 bei »schrägen Schlägen« gegen das zu zerkleinernde Material herrühren. Dies trägt ebenfalls wesentlich zur Erhöhung der Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Hammers bei.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

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/&^r~*h · ' ■ ' Patentansprüche:

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%!?* ähnlichen Materialien z. B. im Bergbau mit einem ""* Gehäuse und einem darin angeordneten Antrieb für ein hin und her bewegliches Schlagorgan, welches eine sich nach vorn leich' konisch erweiternde Öffnung für die Aufnahme des konischen Schaftes eines hohlen Werkzeuges aufweist, deren Grundfläche sphärisch ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß