DE3123963C2

DE3123963C2 - Gesteinsschneidkopf für einen Schneidkopf-Saugbagger

Info

Publication number: DE3123963C2
Application number: DE3123963A
Authority: DE
Inventors: Rütger Dipl.-Ing. Dr. 4300 Essen Berchem
Original assignee: Berchem & Schaberg 4650 Gelsenkirchen De GmbH
Current assignee: Berchem & Schaberg 4650 Gelsenkirchen De GmbH
Priority date: 1981-06-19
Filing date: 1981-06-19
Publication date: 1985-05-15
Also published as: JPS5844180A; US4461513A; GB2100776A; DE3123963A1; GB2100776B; NL8202494A

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Gesteinsschneidkopf für einen Schneidkopf-Saugbagger mit um eine Saugrohrachse rotierbarem Werkzeugträger. Auf der Werkzeugträgerunterseite befinden sich Befestigungseinrichtungen und daran sind Schneidzähne befestigt. Die Schneidzähne besitzen ein im Grundriß im wesentlichen rechteckiges Schneidenteilstück mit angeformter Schneide. Die Schneide ist mit einem vorgegebenen Schneidwinkel in bezug auf eine Tangente an den zugeordneten Rotationskreis des Schneidkopfes angeordnet. Um die Abtragleistung eines solchen Schneidkopfes zu verbessern, besitzt das Schneidenteilstück der Schneidzähne oberhalb der Schneide eine angeformte Brechfläche, die mit Hartmetallstiften besetzt ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Hartmetallstifte eine kegelförmige oder pyramidenförmige Spitze aufweisen, die in einer Projektion in Richtung der Schneidzahnachse in Rotationsrichtung über die Schneide vorsteht. Die Hartmetallstifte leisten auf diese Weise in Kombination mit der Schneid- oder Schälarbeit der Schneide eine die Abtragleistung erhöhende Brecharbeit.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gesteinsschneidkopf für einen Schneidkopf-Saugbagger mit um eine Saugrohrachse rotierendem Werkzeugträger, auf der Werkzeugträger-Frontseite angeordneten Befestigungseinrichtungen und daran befestigten Schneidzähnen, bei dem die Schneidzähne ein im Grundriß im wesentlichen rechteckiges Schneidenteilstück mit angeformter Schneide aufweisen, das auf seiner in Rotationsrichtung weisenden Oberfläche im Anschluß an die Schneide mit Hartmetallelementen bestückt ist. und bei dem die Schneide jedes Schneidzahns mit einem vorgegebenen Schneidwinkel in bezug auf die Tangente an den zugeordneten Rotationskreis angeordnet ist. — Der Schneidkopf eines Sdineidkopf-Saugbaggers arbeitet üblicherweise unter Wasser. Abgesaugt wird ein Gestein/Wasser-Gemisch. Der Schneidvorgang wird in der Praxis auch als Schälvorgang bezeichnet. Der Werkzeugträger wird mit entsprechender Andrückkraft auf das abzutragende Gestein aufgesetzt. Die Schneidzähne erfahren beim schneidenden oder schälenden Abtragen des Gesteins sehr häufig eine beachtliche Erwärmung, da die Wärmeabführung mangelhaft ist Außerdem sind die Schneidzähne einer erheblichen abrasiven Beanspruchung ausgesetzt

Bei dem bekannten Gesteinsschneidkopf der είπα gangs beschriebenen Gattung (US-PS 41 87 626) ist wegen der beschriebenen abrasiven Beanspruchung der Schneidzähne das an deren Schneide anschließende Schneidenteilstück auf seiner in Rotationsrichtung weisenden Oberfläche mit Hartmetallelementen bestückt

ίο Jedes Hartmetallelement ist als Plättchen ausgebildet und in eine Ausnehmung in der besagten Oberfläche des Schneidzahns voll eingelassen, und zwar in Schrägstellung in dieser Oberfläche. Die Schrägstellung ist so ausgelegt daß die freie Oberfläche jedes Plättchens im wesentlichen orthogonal zu den hauptsächlich einwirkenden Kräften gerichtet ist die vom abgetragenen Gestein ausgeübt werden. Der hierdurch erzielte Verschleißschutz mag ausreichen. Wegen ihrer Gestalt und der Art wie sie in die Oberfläche der Schneidzähne eingelassen sind, können die plattenförmigen Hartmetallelemente eine Brecharbeit nicht leisten. — Es ist auch bereits bekannt die gesamte vom abgetragenen Gestein beaufschlagte Oberfläche eines Schneidzahns mit Hartmetall zu belegen (DE-GM 78 28 385, AT-PS 3 52 641).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Gesteinsschneidkopf so weiter auszubilden, daß eine wesentlich verbesserte Atiragleistung erreichbar ist, und zwar bei hoher Standzeit der Werkzeuge·

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst daß die Hartmetallelemente als Hartmetallstifte mit kegelförmigen oder pyramidenförmigen Spitzen ausgebildet sind und senkrecht zur Schneidzahnachse in Rotationsrichtung über die Schneide vorstehen.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß eine beachtliche Erhöhung der Abtragleistung bei gattungsgemäßen Gesteinsschneidköpfen möglich ist, wenn zusätzlich zu der durch die Schneiden bewirkten Schneid- und Schälarbiet eine Brecharbeit geleistet wird, und zwar von den Hartmetalleleinenten, .nit denen das an die Schneide anschließende Schneidenteilstück besetzt ist: Die in Rotationsrichtung über die Schneide vorstehenden Hartmetallstifte erzeugen mit ihren Spitzen hohe Flächenpressungen im abzutragenden Gestein, welches dadurch oberhalb der Schneiden gebrochen und auch zerkleinert wird. Dadurch wird die Abtragleistung erhöht.

Die Form der Hartmetallstifte ist im Rahmen der Erfindung weitgehend beliebig. Die Hartmetallstifte kön-

5n nen einen kreisförmigen oder auch polygonalen bzw. rechteckigen oder quadratische Grundriß aufweisen. Insbesondere können die Hanmetallstifte so ausgestalte, sein, daß sie gleichzeitig eine Leitfunktion in bezug auf die Abführung des hereingewonnenen Gesteins übernehmen und dazu beitragen, daß das Schneidenteil· stück überall gleichmäßig abgetragen wird, was zu einer Erhöhung der Standzeit der Werkzeuge beiträgt. Auch die Befestigung der Hartmetallstifte auf dem Schneidenteilstück ist weitgehend beliebig. Weisen die Hartmetallelemente gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung einen Stiftfuß zum Einsetzen in eine Aufnahmebohrung des Schneidenteilstücks auf, so kann dieser in die Aufnahmebohrung eingelötet sein. Einfacher ist jedoch eine Ausführungsform, bei der die einen Stiftfuß aufweisenden Hartmetallstifte dadurch gehalten sind, daß ihr Stiftfuß in seiner Aufnahmebohrung eingespannt ist. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung kann jeder Hartmetallstift in seiner Aufnahme-

bohrung drehbar gehalten sein, was einen über den Umfang gleichmäßigen Verschleiß der Hartmetallstifte sicherstellt Bei Verwendung von Hartmetallstiften mit Stiftfüßen zum Einsetzen in Aufnahmebohrungen hat es sich besonders bewährt, daß die Schneidzähne oder zumindest die Schneidenteilstücke aus einem Werkstoff vom Typ Mn-Cr-Mo-Ni, Richtanalyse 0,7—1,0% Mn, 0,7-2,2% Cr, 03-0,6% Mo, 0,5-2£% Ni bei max. 0,45 C, Rest Fe, aufgebaut sind, der auf eine Festigkeit von 1,4 bis ZO kN/mm², vorzugsweise auf eine Festigkeit von 1,8 kN/mm², bei einer Dehnung von über 6%, verzugsweise von mindestens 8%, vergütet ist

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert Es zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Gesteinsschneidkopf von unten,

F i g. 2 in Seitenansicht teilweise aufgebrochen einen Schneidzahn aus dem Gegenstand nach F i g. 1,

F i g. 3 eine Ansicht des Gegenstandes nach F1 g. 2 aus Richtung des Pfeiles A,

F i g. 4 eine Ansicht des Gegenstandes der Γ; g. 2 aus Richtung des Pfeiles B.

Der in den Figuren dargestellte Gesteinsschneidkopf ist für einen Schneidkopf-Saugbagger bestimmt Zum grundsätzlichen Aufbau gehört ein um eine Saugrohrachse 1 rotierender Werkzeugträger 2. Auf der in F i g. 1 dargestellten Werkzeugträger-Frontseite erkennt man Befestigungseinrichtungen 3 für Schneidzähne 4 und daran befestigte Schneidzähne 4. Die Befestigungseinrichtungen 3 und ihre Schneidzähne 4 definieren insgesamt gleichsam Leitflächen, die bei der durch den Bogenpfeil 5 angedeuteten Rotation des Werkzeugträgers 2 das gelöste Gestein als Gestein/Wasser-Gemisch in Richtung der eingezeichneten Pfeile 6 zum Saugrohr fördern. Die Schneidzähne 4 weisen ein im Grundriß im wesentlichen rechteckiges Schneidenteilstück 7 mit einer angefornnen Schneide 8 auf. wie man insbesondere in F i g. 4 erkennt. Dort erkennt man auch, daß die Schneide 8 mit vorgegebenem Schneidwinkel a in bezug auf die Tangente Tan den zugeordneten Roiationskreis 9 angeordnet ist. Aus einer vergleichenden Betrachtung der F i g. 2 bis 4 entnimmt man, daß das Schneidenteilstück 7 der Schneidzähne 4 oberhalb der Schneide 8 eine angeformte Brechfläche 10 aufweist. Diese ist mit Hartmetallstiften 12 besetzt. Aus den F i g. 2 und 4 entnimmt man, daß die Hartmetallstifte eine Spitze 11 aufweisen, die senkrecht zur Schneidzahnachse in Rotationsrichtung über die Schneide 8 vorsteht. Dadurch erfüllen die Hartmetallstift'* 12 beim Arbeiten des erfindungsgemäßen Gesteinsschneidkopfes gleichsam unmittelbar vor der Schneide 8 eine Brecharbeit, die die Schälleistung beachtlich erhöht.

Die Hartmetallstifte 12 sind zylindrische Stifte irit kegelförmiger Spitze 11 Sie können aber auch mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt ausgeführt sein und Leitflächen zum Abfördern des gelösten Gesteins aufweisen. Sie sind mit einem Stiftfuß 13 in Aufnahmebohrungen 14 des Schneidenteilstückes 7 ein- ^gesetzt Sie sind in diese Aufnahmebohrungen 14 eingespannt oder um ihre Achse drehbar gehalten. Die Schneidzähne 4 oder zumindest die Schneidenteilstücke 7 sind zweckmäßig aus einem Werkstoff vom Typ Mn-Cr-Mo-Ni, Richtanalyse 0,7—1,0% Mn, 0,7—2,2% Cr, 03-0,6% Mo, 0,5-2,2% Ni bei max. 0,45 C, Rest Fe, aufgebaut, der auf eine festigkeit von 1,4 bis 2,OkN/ mm², vorzugsweise auf eine Festigkeit von 1,8 kN/mm², bei einer Dehnung von über 6%, vorzugsweise von mindestens 8°/c, vergütet ist, wobei darin die Aufnahmeboix rangen 14 für die Hartmetallstifte 12 eingebracht sind. Durch die Verwendung dieses Werkstoffes ist sichergestellt daß sogenannte Auswaschungen um die Hsrtmetallstifte 12 herum nicht auftreten. Die Matrix des Grundmaterials behält in der Umgebung der Hartmetallstifte 12 die konstruktiv vorgegebene Form.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gesteinsschneidkopf für einen Schneidkopf-Saugbagger mit um eine Saugrohrachse rotierendem Werkzeugträger, auf der Werkzeugträger-Frontseite angeordneten Befestigungseinrichtungen und daran befestigten Schneidzähnen, bei dem die Schneidzähne ein im Grundriß im wesentlichen rechteckiges Schneidenteilstück mit angeformter Schneide aufweisen, das auf seiner in Rotationsrichtung weisenden Oberfläche im Anschluß an die Schneide mit Hartmetallelementen bestückt ist, und bei dem die Schneide jedes Schneidzahns mit einem vorgegebenen Schneidwinkel in bezug auf die Tangente an den zugeordneten Rotationskreis angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmetallelemente als Hartmetallstifte (12) mit kegelförmigen oder pyramidenförmigen Spitzen (11) ausgebildet sind und senkrecht zur Schneidzahnachse in Rotaf onsrichtung über die Schneide (8) vorstehen.

2. Gesteinsschneidkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hartmetallstift (12) mit einem Stiftfuß (13) in eine Aufnahmebohrung (14) des Schneidenteilstückes (7) eingesetzt ist.

3. Gesteinsschneidkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hartmetallstift (12) mit seinem Stiftfuß (13) in der Aufnahmebohrung (14) eingespannt ist

4. Gesteinsschneidkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hartmetallstift (12) in seiner Aufnahmebohrung (14) dn-hbar gehalten ist.

5. Gesteinsschneidkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekerr zeichnet, daß die Schneidzähne (4) oder zumindest die Schneidenteilstücke (7) aus einem Werkstoff vom Typ Mn-Cr-Mo-Ni, Richtanalyse 0,7-1.0% Mn, 0,7-2,2% Cr, 0,3-0,6% Mo, 0.5 -2,2% Ni bei max. 0.45 C. Rest Fe. aufgebaut sind, der auf eine Festigkeit von 1,4 bis 2,0 kN/mm², vorzugsweise auf eine Festigkeit von 1,8 kN/mm², bei einer Dehnung von über 6%, vorzugsweise von mindestens 8%. vergütet ist.