DE3635706A1

DE3635706A1 - CHISEL ARRANGEMENT WITH ROUNDING CHISEL

Info

Publication number: DE3635706A1
Application number: DE19863635706
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Stoltefuss
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 1986-10-21
Filing date: 1986-10-21
Publication date: 1988-04-28
Also published as: SE8703399L; SE8703399D0; GB2196669A; GB2196669B; SE465326B; GB8724088D0

Description

Die Erfindung betrifft eine Meißelanordnung mit einem Rund schaftmeißel, der mit seinem zylindrischen Meißelschaft in einer Lagerbuchse des Meißelträgers drehbar gelagert ist, wobei der Meißelkopf am Übergang zu dem im Durchmesser ab gesetzten Meißelschaft eine konzentrisch zur Meißelachse angeordnete ringförmige Stützfläche aufweist, mit der er sich gegen die ringförmige Stirnfläche der Lagerbuchse ab stützt.The invention relates to a chisel arrangement with a round shank chisel with its cylindrical chisel shank in a bearing bush of the bit holder is rotatably mounted, the bit head at the transition to that in diameter set chisel shank concentric to the chisel axis arranged annular support surface with which he against the ring-shaped end face of the bearing bush supports.

Rundschaftmeißel werden bekanntlich bei Schräm- und Fräs maschinen u.dgl., bevorzugt bei Abbau- und Vortriebs maschinen für den Bergbau und Tunnelbau, eingesetzt. Die am angetriebenen Werkzeugträger, z.B. einer Schneidwalze, in Meißelhaltern angeordneten Rundschaftmeißel sind im Be trieb außerordentlich hohen Beanspruchungen mit quer zur Meißelachse wirkenden Stoßkräften unterworfen, wodurch es zu einem Ausschlagen der die Meißel aufnehmenden Lager buchsen kommt. Bei Vortriebsarbeiten im abrasiven Gestein dringt Gesteinsstaub in die Lagerbuchsen ein mit der Folge, daß es aufgrund der Drehung des Meißels in der Lagerbuchse zu einem raschen Ausschleifen derselben kommen kann. Die Verkantung des Meißels in der Lagerbuchse aufgrund des Kipp momentes führt in Verbindung mit der genannten Schleifwir kung zu stark verminderten Standzeiten der Meißel und dem gemäß zu beträchtlich erhöhten Nachrüstungskosten und län geren Stillstandszeiten der Maschine. Picks are known to be used for cutting and milling machines and the like, preferably for excavation and tunneling machines for mining and tunneling. The on the driven tool carrier, e.g. a cutting roller, Picks are arranged in chisel holders drove extremely high loads with across Chisel axis subjected to impact forces, causing it to knock out the bearings receiving the chisels sockets is coming. When driving in abrasive rock stone dust penetrates into the bearing bushes with the result that it is due to the rotation of the chisel in the bearing bush can quickly grind. The Tilting of the chisel in the bearing bush due to the tilt currently leads in connection with the mentioned Schleifwir t too much reduced tool life and the according to significantly increased retrofitting costs and län machine downtimes.

In der Vergangenheit sind verschiedene Vorschläge unterbrei tet worden, um dem vorgenannten Problem zu begegnen. Bei spielsweise ist es aus der DE-OS 34 08 209 bekannt, in die den Meißelschaft aufnehmende Bohrung des Meißelhalters ober halb der Lagerbuchse einen gesonderten Stoß- und Dichtring aus gehärtetem Metall einzubringen, gegen den sich der Meißel mit seinem Meißelkopf abstützt. Der Stoß- und Dichtring weist dabei stirnseitig eine im Querschnitt kegel- bzw. V-förmige Ringfläche auf, gegen die sich der Meißelkopf mit einer kom plementären Stützfläche abstützt. Mit dieser Maßnahme soll vor allem die Dichtungsfunktion verbessert, d.h. das Ein dringen von Schmutz in die Lagerbuchse unterbunden werden.Various suggestions have been made in the past to address the above problem. At for example, it is known from DE-OS 34 08 209, in the the bore of the chisel holder receiving the chisel shaft a separate shock and sealing ring half of the bearing bush made of hardened metal against which the chisel rests with his chisel head. The push and seal ring points a conical or V-shaped cross-section at the end Ring surface against which the chisel head with a com supports the support surface. With this measure especially improved the sealing function, i.e. the one penetrate dirt into the bearing bush.

Bei einer anderen bekannten Meißelanordnung gemäß der DE-OS 34 39 491 ist auf den zylindrischen Schaft des Rundschaft meißels ein gesondert gefertigter Ringkragen aufgesteckt, mit dem sich der Meißel gegen die Stirnfläche des Meißel halters abstützt. Auch hier ist eine Abstützung des Meißels an der Stirnfläche des Meißelhalters über komplementäre kegelförmige Stützflächen des Ringkragens und des Meißel halters vorgesehen.In another known chisel arrangement according to DE-OS 34 39 491 is on the cylindrical shaft of the round shaft a separately manufactured ring collar is attached, with which the chisel is against the face of the chisel supports. Here too, the chisel is supported on the face of the bit holder via complementary conical support surfaces of the ring collar and chisel holder provided.

Schließlich ist es aus der DE-PS 29 15 510 bekannt, die in einer Bohrung des Meißelhalters drehfest angeordnete Lager buchse so auszubilden, daß sie an der Seite des Meißel kopfes aus der Bohrung in axialer Richtung hinausragt, wo bei sie mit dieser axialen Verlängerung in eine Ringnut des Meißelkopfes einfaßt. Mit diesen Gestaltungsmaßnahmen soll vor allem eine Verminderung der Flächenpressung zwischen Meißel und Lagerbuchse und damit auch eine Verschleißver minderung erreicht werden.Finally, it is known from DE-PS 29 15 510, which in a bore of the bit holder rotatably arranged bearings Form the bushing so that it is on the side of the chisel protrudes from the hole in the axial direction where with them with this axial extension in an annular groove of Chisel head. With these design measures especially a reduction in the surface pressure between Chisel and bearing bush and thus also a wear ver reduction can be achieved.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Meißelanordnung der gat tungsgemäßen Art mit einfachen Maßnahmen so auszugestalten, daß nicht nur eine verbesserte Dichtwirkung gegen Staub und Schmutzzutritt in die Lagerbuchse erzielt wird, sondern auch das Ausschlagen der Lagerbuchse unter den stoßartigen Betriebskräften, die als Querkräfte auf den Meißel wirken, unterdrückt wird.The object of the invention is a chisel arrangement of the gat design in accordance with simple measures so that not only an improved sealing effect against dust and dirt access is achieved in the bearing bush, but also knocking out the bearing bush under the shock-like Operating forces that act as shear forces on the chisel, is suppressed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die ringförmige Stirnfläche der Lagerbuchse als ballige Kugel segmentfläche und die ringförmige Stützfläche des Meißel kopfes als komplementäre Kugelgelenkpfanne ausgebildet ist. Vorzugsweise ist dabei die Anordnung so getroffen, daß der gemeinsame Mittelpunkt der Krümmungsradien der balligen Kugelsegmentfläche und der Kugelgelenkpfanne auf der Achse der Lagerbuchse bzw. des Meißelschaftes liegt.This object is achieved in that the annular end face of the bearing bush as a spherical ball segment surface and the annular support surface of the chisel head is designed as a complementary socket joint. The arrangement is preferably such that the common center of curvature radii of curvature Ball segment surface and the ball joint socket on the axis the bearing bush or the chisel shaft.

Bei der erfindungsgemäßen Meißelanordnung ist also der in der Lagerbuchse mit Laufpassung frei drehbar gelagerte Rund schaftmeißel mit seinem Meißelkopf kugelgelenkig am Stirn ende der Lagerbuchse abgestützt, wodurch eine Selbst zentrierung des Meißels gegenüber der Lagerbuchse bei ver besserten Abstützungsverhältnissen zwischen Meißel und La gerbuchse gegenüber den Querkräften erreicht wird. Da die ringförmige Stirnfläche der Lagerbuchse ballig und die ring förmige Stützfläche des Meißelkopfes entsprechend konkav bzw. als Kugelgelenkpfanne ausgebildet ist, wird zugleich die Dichtwirkung verbessert und sichergestellt, daß selbst bei Kippbewegungen des Rundschaftmeißels kein abrasives Feingut od.dgl. zwischen Lagerbuchse und Basisfläche des Meißelkopfes in die Lagerbuchse eintreten kann. Die erfin dungsgemäß vorgesehene ballige Lagerung führt daher im Er gebnis zu erheblich verlängerten Standzeiten des Meißels.In the chisel arrangement according to the invention, the in the bearing bush with barrel fit freely rotatable round shank chisel with its chisel head at the forehead end of the bearing bush is supported, creating a self centering the chisel relative to the bearing bush at ver improved support relationships between chisel and la bushing against the transverse forces is reached. Since the annular end face of the bearing bush crowned and the ring shaped support surface of the chisel head correspondingly concave or is designed as a ball joint socket, is at the same time improves the sealing effect and ensures that even no abrasive when the picks are tilted Fines or the like between the bearing bush and the base surface of the Chisel head can enter the bearing bush. The invent According to the intended spherical storage therefore leads in Er result in significantly longer tool life.

Vorzugsweise wird die Anordnung so getroffen, daß sich die ballige Kugelsegmentfläche an einem an der hülsenförmigen Laufbuchse einstückig angeordneten, auf einer ringförmigen Schulterfläche des die Lagerbuchse in einer Bohrung auf nehmenden Werkzeugträgers abgestützten Bund befindet, der zur großflächigen Abstützung des Meißels breit und kräftig ausgeführt werden kann. Die ballige Kugelsegmentfläche und die Kugelgelenkpfanne sind zweckmäßig so ausgeformt, daß sie über eine kleine Rundung in die Zylinderfläche der Lager buchse bzw. des Meißelschaftes übergeht.Preferably, the arrangement is made so that the crowned spherical segment surface on one on the sleeve-shaped Liner arranged in one piece, on an annular Shoulder surface of the bearing bush in a hole the tool carrier supported collar is located for wide support of the chisel wide and strong can be executed. The spherical spherical segment surface and the ball joint socket are appropriately shaped so that a small curve in the cylinder surface of the bearing bush or the chisel shank passes.

Durch die Anordnung der ringförmigen Gelenkpfanne an der Unterseite des Meißelkopfes ergibt sich hier eine mehr oder weniger tiefe Hinterschneidung. Der Krümmungsradius der bal ligen Kugelsegmentfläche und der komplementären Kugelgelenk pfanne beträgt zweckmäßig etwa das Ein- bis Zweifache des Durchmessers des zylindrischen Meißelschaftes.By arranging the annular socket on the Underside of the chisel head results in one more or less deep undercut. The radius of curvature of the bal lige spherical segment surface and the complementary ball joint pan is suitably about one to two times the Diameter of the cylindrical chisel shank.

Die Lagerbuchse erhält vorteilhafterweise an ihrem endseiti gen Bund eine Wandstärke, die mindestens etwa doppelt so groß ist wie die Wandstärke auf ihrem übrigen Längenbereich.The bearing bush advantageously receives at its ends wall thickness that is at least about twice as high is as large as the wall thickness on its remaining length range.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfin dungsgemäßen Meißelanordnung im Längsschnitt durch den Meißelträger und die Lagerbuchse gezeigt.In the drawing, an embodiment of an invented chisel arrangement according to the invention in longitudinal section through the Chisel carrier and the bearing bush shown.

Bei der dargestellten Meißelanordnung ist der Rundschaft meißel 1 an einem Werkzeugträger 2 gelagert. Letzterer ist in der Zeichnung nur teilweise dargestellt; er besteht z.B. aus einer Schneid- bzw. Fräswalze für eine Abbau- oder Vortriebsmaschine bekannter Art. In einer Bohrung 3 des Werkzeugträgers oder eines am Werkzeugträger angeordneten Werkzeughalters ist eine Lagerbuchse 4 aus Stahl od.dgl. angeordnet. Die Lagerbuchse 4 ist in der Bohrung 3 gegen Drehung gesichert. Sie durchsetzt die Bohrung 3 auf ganzer Länge.In the chisel arrangement shown, the round shank chisel 1 is mounted on a tool carrier 2 . The latter is only partially shown in the drawing; it consists, for example, of a cutting or milling drum for a mining or boring machine of a known type. A bearing bush 4 made of steel or the like is in a bore 3 in the tool holder or in a tool holder arranged on the tool holder. arranged. The bearing bush 4 is secured against rotation in the bore 3 . It passes through hole 3 over its entire length.

Der Rundschaftmeißel 1 weist einen gegenüber seinem Meißel kopf 5 im Durchmesser abgesetzten zylindrischen Meißel schaft 6 auf, der mit der erforderlichen Laufpassung die Lagerbuchse 4 durchfaßt. Der Rundschaftmeißel 1 ist dem gemäß um seine Meißelachse drehbar in der Lagerbuchse 4 ge lagert. Der Meißelschaft 6 ragt rückwärtig aus der Laufbuchse 4 und der Bohrung 3 heraus, wobei er an diesem herausragen den Ende mittels eines lösbaren Sicherungsorgans 7 gegen Her ausfallen aus der Lagerbuchse gesichert ist. Als Sicherungs organ 7 kann z.B. ein kräftiger Sprengring, eine Spannhülse, Schraube oder ein sonstiges Anschlagglied vorgesehen werden.The round shank chisel 1 has a cylindrical chisel shank 6 with a diameter 5 opposite its chisel head, which grips the bearing bush 4 with the required barrel fit. The round shank chisel 1 is rotatably mounted in the bearing bush 4 according to its chisel axis. The chisel shaft 6 protrudes from the rear of the bushing 4 and the bore 3 , whereby the end of the bushing protrudes against it from falling out of the bearing bushing by means of a releasable securing element 7 . As a securing organ 7 , for example, a strong snap ring, an adapter sleeve, screw or other stop member can be provided.

Wie üblich, ist der Rundschaftmeißel 1 am Meißelkopf 5 mit einer Hartmetallspitze 8 versehen.As usual, the round shank chisel 1 is provided with a hard metal tip 8 on the chisel head 5 .

Die Bohrung 3 weist eine Ausdrehung 9 auf, die einen am Ende der Lagerbuchse 4 einstückig angeordneten kräftigen Flansch oder Bund 10 aufnimmt, mit dem sich die Lagerbuchse 4 gegen eine ringförmige Schulterfläche 11 abstützt. Der Bund 10 weist, quer zur Meißelachse M gemessen, eine Stärke auf, die mindestens doppelt so groß ist wie die Wandstärke der Lagerbuchse 4 auf ihrem übrigen Längenbereich. Die dem Meißelkopf 5 zugewandte ringförmige Stirnfläche des Bundes 10 ist als ballige Kugelsegmentfläche 12 ausgeführt. Der Mittelpunkt O des Krümmungsradius dieser balligen Fläche 12 liegt auf der Längsachse M der Lagerbuchse 4. Dabei beträgt der Krümmungsradius zweckmäßig etwa das Ein- bis Zweifache des Durchmessers des zylindrischen Meißelschaftes 6.The bore 3 has a recess 9 which receives a strong flange or collar 10 which is arranged in one piece at the end of the bearing bush 4 and with which the bearing bush 4 is supported against an annular shoulder surface 11 . The collar 10 , measured transversely to the chisel axis M , has a thickness which is at least twice as large as the wall thickness of the bearing bush 4 over its remaining length range. The chisel head 5 facing annular end surface of the collar 10 is designed as a convex spherical segment surface 12th The center O of the radius of curvature of this spherical surface 12 lies on the longitudinal axis M of the bearing bush 4 . The radius of curvature is expediently about one to two times the diameter of the cylindrical chisel shank 6 .

Es ist erkennbar, daß der verstärkte Bund 10 mit seiner die ballige Kugelsegmentfläche 12 bildenden Stirnfläche aus der Bohrung 3 herausragt. Der Meißelkopf 5 weist an seiner Unter seite, d.h. an der ringförmigen Schulterfläche zwischen Meißelkopf 5 und Meißelschaft 6, eine zu der balligen Fläche 12 komplementär ausgebildete ringförmige Kugelgelenkpfanne 13 auf. Die Flächen 12 und 13 gehen über eine kleine Rundung 14 in die Zylinderfläche der Lagerbuchse 4 bzw. des Meißel schaftes 6 über. It can be seen that the reinforced collar 10 with its end face forming the spherical spherical segment surface 12 protrudes from the bore 3 . The chisel head 5 has on its underside, ie on the annular shoulder surface between the chisel head 5 and the chisel shaft 6 , an annular ball joint socket 13 which is complementary to the spherical surface 12 . The surfaces 12 and 13 go over a small curve 14 into the cylindrical surface of the bearing bush 4 or the chisel shaft 6 .

Es ist erkennbar, daß sich der Rundschaftmeißel 1 mit seiner als Kugelgelenkpfanne ausgebildeten Stützfläche 13 gering fügig allseitig gelenkbeweglich gegen die ballige Lager fläche 12 der Lagerbuchse 4 abstützt, wobei eine verhältnis mäßig großflächige Abstützung an diesen Flächen mit ent sprechend verminderten spezifischen Flächenpressungen er reicht wird. Zugleich wird sichergestellt, daß auch bei Kippbewegungen des Rundschaftmeißels 1 mit geringfügigen Schrägstellungen seiner Meißelachse gegenüber der Achse der Lagerbuchse 4 kein abrasives Feingut zwischen Meißel kopf 5 und Bund 10 in die Lagerbuchse gelangen kann.It can be seen that the round chisel 1 with its support surface 13 designed as a ball-and-socket joint is supported slightly and flexibly on all sides against the spherical bearing surface 12 of the bearing bush 4 , whereby a relatively moderately large support on these surfaces with correspondingly reduced specific surface pressures is sufficient. At the same time it is ensured that even with tilting movements of the round shank chisel 1 with slight inclinations of its chisel axis relative to the axis of the bearing bush 4, no abrasive fines between the chisel head 5 and the collar 10 can get into the bearing bush.

Es empfiehlt sich, am rückwärtigen Ende der Lagerbuchse 4 einen Verschleißring 15 leicht lösbar und auswechselbar an zuordnen, um hier die Lagerbuchse 4 vor vorzeitigem Ver schleiß zu schützen, der sich vor allem durch den Kontakt mit dem rückwärtig am Meißelschaft 6 angeordneten Siche rungsorgan 7 ergibt. Der Verschleißring 15 kann in der Bohrung 3 oder am Ende der Lagerbuchse 4, z.B. durch Ver stiftung, Verschraubung od.dgl., lösbar festgelegt werden.It is advisable to easily assign a removable and replaceable at the rear end of the bearing bush 4, a wear ring 15 to protect here the bearing sleeve 4 from premature Ver wear, of approximately organ primarily by contact with the rearwardly disposed on the drill collar 6 Siche returned 7 . The wear ring 15 can be detachably set in the bore 3 or at the end of the bearing bush 4 , for example, by Ver foundation, screwing or the like.

Claims

1. Chisel arrangement with a round shank chisel, which is rotatably mounted with its cylindrical chisel shank in a bearing bush of the chisel carrier, the chisel head at the transition to the chisel shank with a diameter of th having an ordered annular support surface concentric to the chisel axis, with which it rests against the annular End face of the bearing bush is characterized, characterized in that the annular end face of the bearing bush ( 4 ) is designed as a spherical spherical segment surface ( 12 ) and the annular support surface of the chisel head ( 5 ) as a complementary ball joint socket ( 13 ).

2. Chisel arrangement according to claim 1, characterized in that the spherical spherical segment surface ( 12 ) on one on the sleeve-shaped bearing bush ( 4 ) arranged in one piece, on an annular shoulder surface ( 11 ) of the bearing bush in a drilling ( 3 ) receiving chisel carrier ( 2 ) supported collar ( 10 ) or the like. is arranged.

3. Chisel arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the common center point of the radius of curvature of the spherical segment segment ( 12 ) and the ball socket ( 13 ) on the axis ( M ) of the bearing bush ( 4 ) or the chisel shaft ( 6 ) lies.

4. Chisel arrangement according to claim 3, characterized in that the radius of curvature of the spherical spherical segment surface ( 12 ) and the spherical joint pan ( 13 ) is approximately one to two times the diameter of the cylindrical chisel shaft ( 6 ).

5. Chisel arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the bal lige spherical segment surface ( 12 ) of the bearing bush ( 4 ) faces from the bore ( 3 ) of the chisel carrier ( 2 ) in front.

6. Chisel arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bal lige spherical segment surface ( 12 ) and the ball joint socket ( 13 ) over a small curve ( 14 ) in the cylindrical surface of the bearing bush ( 4 ) or the chisel shaft ( 6 ) go over.

7. Chisel arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the bearing bush ( 4 ) on the collar ( 10 ) has a wall thickness which is at least approximately twice as large as the wall thickness on its remaining length range.

8. Chisel arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that a detachable wear ring ( 15 ) is arranged on the end of the bearing bush ( 4 ) opposite the spherical spherical segment surface ( 12 ).

9. Chisel arrangement according to claim 8, characterized in that the wear ring ( 15 ), for example by pinning, screwing or the like. In the bore ( 3 ) or at the end of the bearing bush ( 4 ) is releasably fixed.