DE3431495A1

DE3431495A1 - Schneidmeissel fuer untertagegewinnungsmaschinen

Info

Publication number: DE3431495A1
Application number: DE19843431495
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 4150 Krefeld Ketterer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-08-28
Filing date: 1984-08-28
Publication date: 1986-03-13

Description

Die Erfindung betrifft einen Schneidmeißel für Gewin-
nungsmaschinen im untertägigen Berg- und Tunnelbau, insbesondere Rundschaftmeißel für Teilschnittmaschinen, bestehend aus Schaft, Spitzenhalter und Hartmetallschneide, der mit seinem Schaft lösbar in einem Meißelhalter gehalten ist.
Hartmetall bestückte Werkzeuge zum Schneiden von Gestein im Berg- und Tunnel bau sowie auch im Tagebau müssen beim Einsatz nicht nur Reib- und Zerspankräften, sondern auch Temperaturbelastungen widerstehen. Bei der Herstellung der bekannten Schneidmeißel wird der getrennt hergestellte Hartmetalleinsatz, die sogenannte Hartmetallschneide in eine entsprechende Ausnehmung im eigentlichen Meißelschaft eingesetzt und dort mit Hilfe von Hartlot eingelötet. Dies gilt insbesondere für die Rundschaftmeißel, bei denen der obere Teil auch als Spitzenhalter bezeichnet wird. Dieser Spitzenhalter muß bei Schrämmeißeln, die beispielsweise bei Hobeln zum Einsatz kommen, seinerseits wieder an den übrigen Meißel körper angeschweißt werden, um so bei auftretendem Verschleiß ein jeweils völliges Auswechseln des gesamten Schrämmeißels zu vermeiden. Das Einlöten des Hartmetalls in den aus Stahl bestehenden Schaft bzw. Meißel körper führt zu Spannungen zwischen dem Hartmetall und dem Stahl.
Zum Löten muß nämlich der Schaft und das Hartmetall erwärmt werden, damit das Lot so lange flüssig bleibt, wie es fließen muß, um eine sichere Verbindung zwischen Hartmetallschneide und aus Stahl bestehendem Schaft bzw. Spitzenhalter zu gewährleisten. Durch die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Hartmetall und Stahl ergeben sich beim anschließenden Abkühlen die erwähnten erheblichen Spannungen.
Diese Spannungen bilden vor allem im Hartmetall mit seiner geringen Elastizität eine Vorbelastung, die häufig zu frühzeitigem Bruch der Hartmetallschneiden führt. Ein weiterer wesentlicher Nachteil ist beim Löten der, daß das Hartlot eine Fließtemperatur aufweist, die erheblich unter der Temperatur liegt, die beim Eingriff des Meißels ins Gestein bzw. in die Kohle in unmittelbarer Umgebung der Hartmetallschneide auftreten. Vor allem beim Schneiden in zäh-hartem Gestein treten Meißel schäden auf, weil das Lot weich oder gar flüssig wird, so daß die Hartmetallschneide aus dem Schaft bzw. dem Spitzenhalter herausfallen kann. Mit Hilfe aufwendiger Lötverfahren ist versucht worden, das Entstehen von Spannungen zu vermindern, allerdings ohne daß dadurch gleichzeitig auch die Gefahr des "Auslötens" behoben werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen annähernd spannungsfrei herstellbaren und gegen starke Erhitzung unempfindlichen Schneidmeißel zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hartmetallschneide zwischen die ineinander- und/oder aneinanderfügbar ausgebildeten Spitzenhalter und Schaft formschlüssig eingefügt angeordnet ist.
Durch das formschlüssige Verbinden von Spitzenhalter und Hartmetallschneide bzw. Schaft ist es möglich, auf die Lötung ganz zu verzichten. Daraus folgt, daß bei auftretenden Temperaturbelastungen ein Auslöten ausgeschlossen ist. Die Hartmetallschneide verbleibt somit auch bei derartigen Extrembelastungen fest in dem Schneidmeißel arretiert, wodurch die Lebensdauer derartiger Aggregate wesentlich erhöht werden kann. Dazu ist es notwendig, den Schneidmeißel zweiteilig auszubilden, d.h. aus Schaft und Spitzenhalter bestehend. Zwischen beiden ist die Hartmetallschneide so angeordnet, daß sie formschlüssig mit einem oder beiden Teilen verbunden ist, während diese dann anschließend zweckmäßig durch Schweißen miteinander verbunden werden. Damit sind Spannungen aus dem Schneidmeißel herausgehalten, wodurch eine weitere Lebensdauerverlängerung erreicht ist.
Nach einer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Spitzenhalter eine Innenbohrung aufweist, die etwa auf halber Spitzenhalterlänge und zur Spitze hin im Durchmesser reduziert ist und daß die Hartmetallschneide nagelförmig und der Innenbohrung angepaßt ausgebildet ist. Eine derart ausgebildete Hartmetallschneide kann in die Innenbohrung im Spitzenhalter eingeführt und dann beim Ineinanderfügen bzw. aneinanderfügen von Spitzenhalter und Schaft formschlüssig festgelegt werden. Dann liegt der Kopf der nagelförmig ausgebildeten Hartmetallschneide an der im Übergangsbereich zwischen den beiden Innenbohrungsdurchmessern ausgebildeten Schulter sicher an, so daß der notwendige Formschluß erreicht ist Dieser Formschluß wird erfindungsgemäß noch dann verbessert, wenn die Hartmetallschneide im Spitzenhalter festgeklemmt gehalten ist. Dies wird dadurch erreicht, daß beide, d.h. die Hartmetallschneide und der Spitzenhalter die gleichen Abmessungen aufweisen, so daß die Hartmetallschneide in die Innenbohrung hineingepreßt werden muß, wobei diese sich geringfügig erweitert und dabei die Hartmetallschneide sicher umschließt. Ein fester Paßsitz ist dadurch erreicht.
Eine genaue Fixierung der Hartmetallschneide innerhalb des Spitzenhalters wird noch dadurch verbessert, daß erfindungsgemäß der Schaft einen in den unteren Bereich der Innenbohrung hineinreichenden, angepaßten und die Hartmetallschneide in der Innenbohrung festlegenden Ansatz aufweist.
Dabei sollte die Länge des Ansatzes so gewählt sein, daß auf jeden Fall ein inniger Kontakt zwischen dem Ansatz und Kopf der Hartmetallschneide gewährleistet ist, d.h. der Ansatz muß entsprechend lang bemessen werden.
Eine Aufheizung der Hartmetallschneide beim Schweißvorgang, d.h. beim Verbinden des Spitzenhalters und des Schaftes wird sicher dadurch unterbunden, daß die Schaft und Spitzenhalter verbindende Schweißnaht im Abstand zum Kopf der Hartmetallschneide angeordnet ist. Damit wird der Schweißvorgang in einen Bereich gelegt, in dem lediglich Stahl auf Stahl liegt, während der andere Spannungswerte ergebende Hartmetallbereich eindeutig im Abstand dazu liegt, wobei dieser Abstand beispielsweise durch die Länge des Ansatzes vorgegeben bzw. auch überprüfbar ist.
Eine weitere Möglichkeit, der Hartmetallschneide einen sehr genauen und festen Paßsitz zu geben, ist zweckmäßigerweise die, zwischen Spitzenhalter und Hartmetallschneide eine Hülse anzuordnen. Diese Hülse sollte zweckmäßig ein Material geringfügig geringerer Härte als der Spitzenhalter aufweisen. Dadurch wird erreicht, daß sich die Hartmetallschneide in die Hülse hineinpreßt, so daß ein immer dichter und genauer Sitz der Hartmetallschneide gewährleistet ist.
Gleichzeitig ist so ein zusätzliches jegliche Bewegung der Hartmetallschneide innerhalb der Innenbohrung unterbindendes Polster geschaffen. Um dieses sichernde Polster zu optimieren, ist es von Vorteil, die Hülse taschenförmig und die Hartmetallschneide im Spitzenhalter umhüllend auszubilden. Damit ist auch der Sitz zwischen Ansatz und Hartmetallschneidenkopf entsprechend gesichert.
Um eine immer genaue Ausbildung der Spitzenhalter und Schaft verbindenden Schweißnaht zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die korrespondierenden Endseiten von Spitzenhalter und Schaft keilförmig bis in den Schaft hi nei nrei chend abgeschrägt sind. So ist eine rundumlaufende Einkerbung geschaffen, die durch die Schweißnaht ausgefüllt einmal einen sicheren Sitz der Hartmetallschneide ergibt und insbesondere eine dauerhafte Verbindung zwischen Schaft und Spitzenhalter.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein Schneidmeißel geschaffen ist, der bei verschiedensten Einsatzfällen einen dauerhaft sicheren Sitz der Hartmetallschneide gewährleistet. Sowohl bei hohen Beanspruchungen durch Druck, Scherung wie auch durch Temperatur bleibt dieser sichere und einwandfreie Sitz durch Formschluß zwischen den einzelnen Teilen erhalten. Die Erfindung läßt sich sowohl bei Rundschaftmeißeln wie auch bei Schrämmeißeln verwirklichen, wobei sich bei Rundschaftmeißeln die erfindungsgemäße Lösung dann besonders gut verwirklichen läßt, wenn der Schneidmeißelkörper zweiteilig ausgebildet ist, d.h. wenn er aus Spitzenhalter und Schaft besteht, weil dann die Hartmetallschneide nagelförmig ausgebildet im Inneren beider Teile sicher fixiert angeordnet werden kann. Ein derart ausgebildeter Schneidmeißel weist sowohl aufgrund seiner spannungsfreien Herstellung als auch durch Verzicht auf ein Klebemittel mit niedrigerer Fließtemperatur" wesentlich höhere Standzeiten auf, als bisher übliche Schneidmeißel, die mit Hartlot arbeiten.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt sind. Es zeigen: Fig. 1 einen Rundschaftmeißel, teilweise im Längsschnitt, Fig. 2 einen Rundschaftmeißel mit in einer Hülse gehaltenen Hartmetallschneide und Fig. 3 einen Schrämmeißel, teilweise im Schnitt.
Fig. 1 gibt einen Schneidmeißel wieder, bei dem es sich um die Ausbildungsform eines Rundschaftmeißels handelt.
Gie Hartmetallschneide 3 wird hier zwischen den aus Stahl bestehenden Teilen des Schneidmeißels 1 eingeklemmt gehalten.
Mit 4 ist der Schaft und mit 5 der Spitzenhalter bezeichnet, die über die Schweißnaht 12 miteinander nach Einführung der Hartmetallschneide 3 verbunden sind.
Die Hartmetallschneide 3 ist nagelförmig ausgebildet und in die in dem Spitzenhalter 5 ausgebildeten Innenbohrung 7 eingeführt. Die Innenbohrung 7 weist zwei unterschiedliche Durchmesser auf, wobei der Durchmesser sprunghaft etwa mittig in Richtung Spitze des Spitzenhalters 5 reduziert ist, so daß sich eine Schulter 8 bildet, an die der Kopf 9 der Hartmetallschneide 3 sich anlegen kann. Der Kopf 9 bzw. die entsprechende Verdickung der Hartmetallschneide 3 gewährleistet somit einen sicheren Formschluß, wobei die Fixierung der Hartmetallschneide 3 in der Innenbohrung 7 des Spitzenhalters 5 noch dadurch gesichert ist, daß der Schaft 4 einen in die einen größeren Durchmesser aufweisende Innenbohrung 7 einführbaren Ansatz lo aufweist.
Wird die Hartmetallschneide 3 mit ihrem Kopf 9 den Abmessungen der Innenbohrung 7 mit der Schulter 8 so weit angepaßt, daß sie in diese hineingepreßt werden muß, ist ein sehr sicherer Sitz der Hartmetallschneide 3 im Spitzenhalter 5 gewährleistet.
Beim Ineinandersetzen oder Aneinandersetzen von Schaft 4 und Spitzenhalter 5 wird durch die keilförmig ausgebildeten Endseiten 13 und 14 beider Teile eine keilförmige Nut gebildet, die im Schaft 4 in einen Keil 15 ausläuft. Der Keil 15 bzw. die keilförmige Nut wird nun mit der Schweißnaht 12 geschlossen, so daß sich ein wirksamer Verbund von Schaft 4 und Spitzenhalter 5 ergibt. Dabei wird der durch das Schweißen sich erhitzende Bereich so weit unterhalb der Hartmetallschneide 3 angesetzt, daß eine Spannungen hervorrufende Beanspruchung der Hartmetallschneide 3 nicht auftreten kann.
Fig. 2 zeigt eine Ausbildung, bei der die Hartmetallschneide 3 über eine Hülse 17 mit Boden 18 zwischen Schaft 4 und Spitzenhalter 5 bzw. insbesondere im Spitzenhalter 5 eingefaßt ist. Ein genauer und fester Paßsitz ist dadurch erreicht, wozu die Hülse 17 mit dem Boden 18 aus weicherem Material hergestellt ist.
Fig. 3 zeigt einen Schrämmeißel, wie er beispielsweise an Hobel körpern zum Einsatz kommt. Hier ist die Hartmetallschneide 3 durch eine verhältnismäßig lange Innenbohrung 7 hindurchgeschoben und im oberen Bereich dann formschlüssig festgelegt. Um den Formschluß zu sichern, ist in die Innenbohrung 7 ein Stößel 21 mit Außengewinde 20 eingeführt, der in das Innengewinde 19 in der Innenbohrung 7 eindrehbar ist. Auf diese Weise ist wie deutlich wird die Hartmetallschneide 3 wirksam festzulegen, wobei sie vorteilhaft leicht auch wieder herausgenommen werden kann, wenn sie verschlissen ist und durch eine neue Hartmetallschneide ersetzt werden muß. Die Ausbildung der Gewinde 19, 20 ist im unteren Bereich des Schneidmeißels 1 ausgebildet, wo er in der Meißeltasche geschützt gehalten ist. Eine übermäßige Beanspruchung ist hier daher nicht zu befürchten.
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Claims

Schneidmeißel für Untertagegewinnungsmaschinen Patent ansprüche 1. Schneidmeißel für Gewinnungsmaschinen im untertägigen Berg- und Tunnelbau, insbesondere Rundschaftmeißel für Teilschnittmaschinen, bestehend aus Schaft, Spitzenhalter und Hartmetallschneide, der mit seinem Schaft lösbar in einem Meißelhalter gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmetallschneide (3) zwischen die ineinander-und/oder aneinanderfügbar ausgebildeten Spitzenhalter (5) und Schaft (4) formschlüssig eingefügt angeordnet ist.
2. Schneidmeißel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenhalter (5) eine Innenbohrung (7) aufweist, die etwa auf halber Spitzenhalterlänge und zur Spitze hin im Durchmesser reduziert ist und daß die Hartmetallschneide (3) nagelförmig und der Innenbohrung angepaßt ausgebildet ist.
3. Schneidmeißel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartmetallschneide (3) im Spitzenhalter (5) festgeklemmt gehalten ist.
4. Schneidmeißel nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (4) einen in den unteren Bereich der Innenbohrung (7) hineinreichenden, angepaßten und die Hartmetallschneide (3) in der Innenbohrung festlegenden Ansatz (lo) aufweist.
5. Schneidmeißel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaft (4) und Spitzenhalten (5) verbindenden Schweißnaht (12) im Abstand zum Kopf (9) der Hartmetallschneide (3) angeordnet ist.
6. Schneidmeißel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Spitzenhalter (5) und Hartmetallschneide (3) eine Hülse (17) angeordnet ist.
7. Schneidmeißel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (17) ein Material geringfügig geringerer Härte als der Spitzenhalter (5) aufweist.
8. Schneidmeißel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (17) taschenförmig und die Hartmetallschneide (3) im Spitzenhalter (5) umhüllend ausgebildet ist.
9. Schneidmeißel nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i ch n e t daß die korrespondierenden Endseiten (13, 14) von Spitzenhalter (5) und Schaft (4) keilförmig bis in den Schaft hineinreichend abgeschrägt sind.