DE3630444A1 - Abtragvorrichtung fuer schneidenden materialabtrag - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abtragvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Im Bergbau, bei der Entfernung alter Straßenbeläge und bei Gewinnung oder Abtragung anderer Materialien werden Abtragvorrichtungen eingesetzt, die ein rotierendes Arbeitsorgan aufweisen, von dem zahlreiche Meißel, die in Meißelhalter eingesetzt sind, abstehen. Als Meißel werden häufig Rundschaftmeißel verwendet, die mit einem rotationssymetrischen Meißelschaft im Meißelhalter be­ festigt sind und die durch den Angriff an dem abzutra­ genden Material um ihre Längsachse herum gedreht wer­ den, so daß eine gleichmäßige Abnutzung der aus Hart­ metall bestehenden Schneidspitze bzw. des Meißelkopfes erfolgt. Bei der Drehung des Arbeitsorgans greifen die Meißel schlagartig an dem abzutragenden Material an. Hierdurch entsteht eine hohe Schlagbeanspruchung nicht nur des Meißels, sondern auch des Meißelhalters. Ins­ besondere wird der Meißelkopf mit hoher Energie gegen die vordere Anschlagfläche des Meißelhalters gestoßen. Ähnliche Stöße treten auf, während der Meißel an dem abzutragenden Material entlangschabt, wobei Vibrationen entstehen, die den Meißelkopf stark beanspruchen, wobei der Meißelkopf wiederholt gegen die Anschlagfläche des Meißelhalters geschlagen wird. Die Schneidspitze des Meißels wird insbesondere bei Meißeln mit sehr spitzer Schneidspitze durch die auftretenden Stöße stark be­ ansprucht. Die aus Hartmetall bestehende Schneidspitze erwärmt sich dadurch. Infolge der Erwärmung treten chemische Umsetzungen auf, wodurch die Schneidspitze ihre Härte verliert und manchmal weicher wird als das abzutragende Material. Die Erwärmung und die Schlag­ beanspruchungen führen zu einem schnellen Verschleiß des Meißelkopfes und des Meißelhalters. Der Verschleiß verursacht nicht nur hohe Materialkosten und häufige Stillstandszeiten der Maschine wegen Auswechslung der Meißel, sondern erhöht auch wesentlich die erforder­ liche Antriebsenergie, weil beim Arbeiten mit abge­ nutzten Meißeln der Energieaufwand beträchtlich erhöht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abtrag­ vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß der Verschleiß des Meißels wesentlich verringert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patent­ anspruchs 1.

Nach der Erfindung ist der Meißel mit einem elastischen Ring am Meißelhalter abgestützt. Dieser Ring nimmt den weitaus größten Teil der auf den Meißel einwirkenden Schlagenergie auf, so daß der Meißel einer geringeren Stoßbelastung ausgesetzt ist und bei Belastungsspitzen zurückweichen kann. Andererseits verhindert der Ring, daß das Metall des Meißelkopfes gegen den Meißelhalter aufprallt und somit die Funktion eines Stoßdämpfers zwischen metallischen Anschlagflächen übernimmt. Da­ durch werden die Betriebszeiten von Meißel und Meißel­ halter verlängert. Es werden nicht nur diejenigen Stöße gedämpft, die beim Ansetzen des Meißels an die abzu­ tragende Fläche bei jeder Umdrehung entstehen, sondern auch die durch "Rattern" hervorgerufenen Stöße, die entstehen, während der Meißel an dem abzutragenden Material entlangschabt. Durch Verringerung der Stoß­ belastung wird die Betriebstemperatur des Meißels herab­ gesetzt, so daß der Meißel seine Wirksamkeit beibehält. Durch die Verwendung des elastischen Ringes werden so­ wohl der Meißel als auch der Meißelhalter geschont. Außerdem wird die für die Drehung des Arbeitsorgans benötigte Energie verringert.

Der elastische Ring, der aus Kunststoff, vorzugsweise auf Polyurethanbasis, besteht, ist verdeckt hinter dem Meißelkopf oder im Inneren des Meißelhalters angeordnet und daher nicht dem Abrieb durch vorbeistreichendes Abtragmaterial ausgesetzt. Dennoch kann der Ring einem Verschleiß unterliegen. Er hat wesentlich längere Stand­ zeiten als ein Meißel und kann mehrfach wiederverwendet werden. Hinzu kommt, daß er mindestens teilweise ver­ deckt untergebracht dadurch besser geschützt ist.

Der elastische Ring muß so angeordnet sein, daß er bei axialer Kompression seitlich ausweichen kann. Wenn der Ring in einem geschlossenen Ringraum untergebracht ist, der von dem Meißelhalter und von dem Meißel begrenzt wird, muß bei entspanntem Ring ein Freiraum vorhanden sein, in dem das Ringmaterial bei axialem Druck aus­ weichen kann.

Die Erfindung ist auch in solchen Fällen anwendbar, bei denen der Meißelschaft in einer Hülse sitzt, die ihrer­ seits in den Meißelhalter eingesetzt ist. In diesem Fall kann der elastische Ring entweder zwischen Meißel und Hülse oder zwischen Hülse und Meißelhalter ange­ ordnet sein. Wichtig ist nur, daß der Meißel in bezug auf den Meißelhalter mit einem elastischen Ring aus Elastomermaterial abgestützt ist, so daß er bei auf die Meißelspitze oder den Meißelkopf einwirkenden Schlägen ein kurzes Stück axial zurückweichen kann.

Durch den elastischen Ring wird bei einem Rundschaft­ meißel dessen Drehfähigkeit nicht beeinträchtigt. Sie wird sogar noch verbessert, wenn der elastomere Ring zwischen Meißelkopf und Meißelhalter angeordnet ist, da der Ring eine Dichtwirkungen ausübt, die verhindert, daß Fremdmaterial in das Lager des Meißelschaftes ein­ dringt und die Drehung blockiert.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeich­ nungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläu­ tert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Meißelhalter mit eingesetztem Meißel bei einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 einen ähnlichen Längsschnitt wie Fig. 1 bei einer zweiten Ausführungsform und

Fig. 3 eine Teildarstellung einer dritten Ausführungsform.

In Fig. 1 ist das rotierende Arbeitsorgan 10 am Bei­ spiel einer Trommel dargestellt, auf deren Umfang zahl­ reiche Meißelhalter 11 befestigt sind. Der Meißelhalter 11 weist einen Sockel 12 auf, der an dem Arbeitsorgan 10 angebracht ist und eine einstückig angeformte Buchse 13 trägt, deren Kanal 14 zur Aufnahme des Schaftes 15 des Meißels 16 dient. Die Achse des Meißels 16 verläuft unter einem Winkel von etwa 45° zur Tangente an den Umfang des Arbeitsorgans im Bereich des Sockels 12, so daß der Meißel 16 schräg nach außen von dem Arbeits­ organ 10 absteht. Ferner ist die Achse des Meißels 16 zur Querebene des Arbeitsorgans 10 unter einem Winkel von etwa 8° schräggestellt. Durch diese Schrägstellung wird erreicht, daß der Meißel sich infolge des am Meißelkopf 17 angreifenden abzutragenden Gutes selbst­ tätig im Meißelhalter 11 um seine Längsachse dreht.

Der Meißelkopf 17 verjüngt sich zum vorderen Ende, wo er die aus Hartmetall bestehende Meißelspitze 18 trägt, die in eine Sackbohrung eingelötet ist. Am rückwärtigen Ende des Meißelkopfs 17 befindet sich eine Aushebenut 19, in die mit einem Werkzeug eingegriffen werden kann, um den Meißel vom Meißelhalter 11 zu entfernen. Hinter der Aushebenut 19 befindet sich ein Kragen 20, der den größten Durchmesser des Meißelkopfes bildet. Bei den bekannten Abtragvorrichtungen liegt die rückwärtige Stirnseite des Kragens 20 an der vorderen Stirnseite 21 der Buchse 13 an, so daß durch Druck und Rotation ein Abrieb an diesen Stirnflächen entsteht. Nach der Erfin­ dung ist auf den Schaft 15 der elastische Ring 22 aus Elastomermaterial, vorzugsweise auf Polyurethanbasis, aufgeschoben. Der Innendurchmesser des Ringes 22 ent­ spricht im wesentlichen dem Außendurchmesser des Meißel­ schafts 15. Das rückwärtige Ende des Ringes 22 sitzt in einer den Kanal 14 umgebenden ringförmigen Ausnehmung 23 der Stirnfläche 21, während das vordere Ende des Ringes 22 an der rückwärtigen Stirnwand des Kragens 20 anliegt. In dem unbedeckten Bereich des Ringes 22 ist dessen Umfangsfläche 24 kegelstumpfförmig ausgebildet, wobei sie sich zum Meißelkopf hin verjüngt. Am rück­ wärtigen Ende des Ringes ist ein axial abstehender äußerer Kragen 24′ vorgesehen, der in der Ausnehmung 23 sitzt und dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Meißelschaftes 15, so daß ein Ringspalt 25 gebildet wird, in den hinein bei axialem Druck das Material des Ringes 22 ausweichen kann. Dieser beschriebene Ringspalt 25 in der unteren Ring­ fläche im Bereich der Umfangsfläche des Meißelschaftes 15 dient vornehmlich der Verhinderung einer Quetschung des Ringmaterials zwischen Meißelschaft 15 und der Längsbohrung 14 des Meißelhalters.

Am rückwärtigen Ende des Meißelschaftes 15 ist hinter dem Meißelhalter 11 ein Sicherungsring 26 befestigt, der gelöst werden muß, um den Meißel 16 aus dem Meißel­ halter herauszuziehen.

In Fig. 1 ist der Meißel im Ruhezustand dargestellt, also wenn keine axiale Kraft auf die Meißelspitze 18 oder den Meißelkopf 17 einwirkt. In diesem Zustand ist der Ring 22 entspannt. Bei axialen Stößen auf die Meißelspitze 18 weicht der Meißel 16 zurück, wobei der Ring 22 komprimiert wird. Infolge der konischen Außen­ fläche 24 kann der Ring sich radial aufweiten, d.h. das Ringmaterial kann nach außen hin ausweichen, ohne zwischen der rückwärtigen Stirnfläche des Kragens 20 und der Stirnwand 21 gequetscht zu werden. Solche Quetschung würde zur Zerstörung des Ringmaterials füh­ ren. Ferner ist ein radiales Ausweichen in den Ring­ spalt 25 möglich. Der Meißel kann bis zur maximalen Zu­ sammendrückung des Ringes 22 zurückweichen, ohne gegen einen metallischen Anschlag zu stoßen. Der Ring 22 bil­ det also einen elastischen Puffer, der sich im Anschluß an eine Stoßbelastung wieder entspannt.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 gleicht weitgehend demjenigen der Fig. 1, so daß nachfolgend nur die Unter­ schiede erläutert werden.

Der Ring 22 a von Fig. 2 ist im wesentlichen zylin­ drisch, wobei seine Außenfläche 24 a jedoch sattelförmig eingeschnürt ist. Das rückwärtige Ende des Ringes 22 a sitzt voll in der Ausnehmung 23 der Buchse 13. Bei einem axialen Druck auf die Meißelspitze 17 weicht der tiefliegende mittlere Bereich der Umfangsfläche 24 a nach außen aus, so daß die Außenfläche eine zylin­ drische oder leicht gewölbte Form annimmt. Dadurch wird verhindert, daß eine starke Aufwölbung entsteht, die zwischen der rückwärtigen Stirnseite des Kragens 20 und der Stirnwand 21 gequetscht wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 erfolgt die axiale Sicherung des Meißels 16 durch einen tangen­ tialen Stift 27, der in einer Nut im Inneren der Buchse 13 sitzt und in eine langgestreckte Umfangsnut 28 des Meißelschaftes 15 hineinragt. Die Umfangsnut 28 hat eine solche Länge, daß axiale Bewegungen des Meißels 16, wie sie von dem Ring 22 a zugelassen werden, möglich sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist der Ring 22 b, der kreisförmigen Querschnitt hat, in einem Ring­ raum 29 enthalten, der außen von dem Meißelhalter 11 und innen von dem Meißelschaft 15 begrenzt wird. Der Ringraum 29 wird am vorderen Ende von dem Meißel 16 und am rückwärtigen Ende vom Meißelschaft 11 ebenfalls be­ grenzt, so daß er allseitig geschlossen ist. Der Quer­ schnitt des Ringes 22 b ist kleiner als der Querschnitt des Ringraums 29, so daß im Ringraum 29 ein Ausweich­ volumen zur Verformung des Ringes 22 b zur Verfügung steht.

Der elastische Ring kann auch in einem von Meißelhalter und Meißel begrenzten Hohlraum untergebracht sein, der noch weiter vom Meißelkopf entfernt ist als dies bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 der Fall ist.

Claims (7)

1. Abtragvorrichtung für schneidenden Material­ abtrag, mit einem rotierenden Arbeitsorgan (10), das mehrere Meißelhalter (11) aufweist, und mit in den Meißelhaltern (11) befestigten abstehenden Meißeln (16), die mit einem Schaft (15) in einen Kanal (14) des Meißelhalters (11) eingesetzt sind und außerhalb des Meißelhalters einen Kopf (17) aufweisen, der am vorderen Ende eine Schneid­ spitze (18) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Meißel (16) über einen elastischen Ring (22, 22 a, 22 b) am Meißelhalter (11) abgestützt ist und daß der Meißel (16) im Meißelhalter (11) mindestens um das Maß der maximalen Zusammen­ drückbarbkeit des Ringes (22, 22 a, 22 b) axial verschiebbar gehalten ist.

2. Abtragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Ring (22, 22 a) zwischen dem Kopf (17) und dem vorderen Ende des Meißelhalters (11) angeordnet ist und den Kopf (17) nicht seitlich überragt.

3. Abtragvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfläche (24, 24 a) des elastischen Ringes (22, 22 a) mindestens teil­ weise freiliegt.

4. Abtragvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Ring (22 b) in einem allseitig geschlossenen Hohlraum angeordnet ist, der von dem Meißel (16) und dem Meißelhalter (11) begrenzt ist.

5. Abtragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfläche (24) des elastischen Ringes (22) mindestens auf einem Teil ihrer Länge konisch ist.

6. Abtragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfläche (24 a) des Ringes (22 a) konkav geformt ist.

7. Abtragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Meißelschaft in einer Hülse sitzt, die in den Meißelhalter eingesetzt ist und daß der elastische Ring ent­ weder zwischen Meißel und Hülse oder zwischen Hülse und Meißelhalter angeordnet ist.