DE3702281C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Scheibenschneider für eine Gesteinsbearbeitungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Konventionelle Scheibenschneidmaschinen der hier in Rede stehenden Bauart haben Schneidscheiben, die einen drehbar um eine Welle angeordneten Körper umfassen, welche Welle an der Bearbeitungsmaschine befestigt ist. Auf dem Körper befindet sich ein Stahlschneidring, der mit einer Preßpassung hoher Pressung, etwa durch Aufschrumpfen, festgelegt ist. Wenn hartes abrasives Gestein zu bearbeiten ist, stumpfen die Stahlringe bei konventionellen Scheibenschneidern sehr schnell ab, so daß Gesteinsbearbeitungsmaschinen mit Scheibenschneidern in ihrem Betrieb unwirtschaftlich werden (vgl. US-PS 32 16 513).

Es wurde deshalb vorgeschlagen, die aus Stahl bestehende Schneide in einer solchen Scheibe durch Hartmetall zu ersetzen, etwa durch mit Kobalteinsatz versehenes Wolframkarbid oder Titankarbid. Die frühesten Vorschläge in dieser Beziehung befaßten sich mit der Befestigung von Segmenten aus Hartmetall auf dem Körper; vgl. US-PSen 39 81 370 bzw. 39 82 595. Diese Vorschläge haben jedoch in der Praxis keinen Eingang gefunden, wahrscheinlich wegen Versagens an den aneinanderstoßenden Seiten der Segmente. In US-PS 37 66 998 wird die Verwendung eines geschlossenen Ringes aus Hartmetall vorgeschlagen. Der Ring hat eine rautenförmige Querschnittsgestalt und wird zwischen Schrägflächen geklemmt, die eine nach außen gerichtete Reifenspannung ausüben. Die Patentschrift warnt davor, eine zu hohe Zugspannung auf den Ring zu übertragen, empfiehlt jedoch eine Anwendung einer gewissen Zugspannung für den Beginn. Auch dieser Vorschlag wurde nicht in der Praxis umgesetzt, und es ist anzunehmen, daß ein solcher Ring im Betrieb versagen würde wegen der kumulativen Wirkungen der anfänglichen Reifenspannung und der Reifenspannungen, hervorgerufen durch die Schneidbelastungen. Die Geometrie der Ringabstützung ist nicht steif genug, um den Ring adäquat abzustützen. Die induzierten Zug-Reifenspannungen in dem unteren Abschnitt des Profils infolge der Schneidbelastungen, überlagert den Zug-Reifenspannungen infolge der Befestigung, würden zur Ursache für das Brechen des Ringes.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Anordnung gemäß dem Oberbegriff der Patentanspruchs 1 hinsichtlich der Bruchfestigkeit zu verbessern.

Gemäß der Erfindung wird ein Schneidring aus Hartmetall gemäß dem Wortlaut des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen.

In einer Ausführungsform der Erfindung hat der Schneidring giebelförmigen Querschnitt mit zwei parallelen, radial bezüglich des Körpers verlaufenden Seiten, und der Ring wird flankiert von einer festen Schulter und einer abnehmbaren Schulter.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung hat der Ring Dreieckquerschnitt und wird flankiert von zwei Schultern, die abnehmbar an Schrägflächen des Körpers befestigt sind und sich an den Schrägflächen des Ringes abstützen, an sich bekannt aus US-PS 32 04 710.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Teilschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 2 ist eine analoge Darstellung einer weiteren Ausführungsform.

In jeder der Ausführungsformen ist ein Körper 10 mittels geeigneter Rollenlager in üblicher Weise auf einer Welle 11 gelagert.

In der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der Körper 10 mit einer festen Schulter 12 ausgebildet. Gegen die Schulter stützt sich ein Schneidring 13 mit giebelförmigem Querschnitt aus einsatzgehärtetem Wolframkarbid ab. In Umfangsrichtung bildet der Ring 13 mit dem Körper 10 eine Positionierpassung. Eine lösbare Ringschulter 14 ist auf den Körper 10 geschraubt.

In Fig. 2 gibt es einen Schneidring 15 mit dreieckförmigem Querschnitt. Der Ring 15 bildet mit dem Körper 10 eine Positionierpassung. Auf jeder Seite des Ringes 15 befindet sich ein Klemmring 16, befestigt an schräg verlaufenden Flächen des Körpers 10 mittels Kopfschrauben. Die Aufgabe der Klemmringe 16 besteht darin, Restkompressionsspannungen in den Hartmetallring 15 einzuführen, während sie ihn in seiner Position sichern. Messingbeilagen 17 sind zwischen den Ringen 16 und 15 eingelegt, um gleichförmige Kompression sicherzustellen.

In jeder Ausführungsform ist der Ring 13 bzw. 15 sicher gegen seitliche Bewegungen gehalten. Die Ringe sind ohne weiteres nachschärfbar.

Labortests haben gezeigt, daß für eine gegebene Penetration die Schneidkräfte für die Hartmetallschneider nach Fig. 1 im wesentlichen dieselben sind wie jene für eine scharfe Stahlschneidscheibe in Norit. Ein abgestumpftes Stahlschneidrad erzeugte jedoch nur die Hälfte der Penetration des Hartmetallschneiders bei einer gegebenen Kraft. Dies wird durch die nachstehende Tabelle verdeutlicht:

Eine Teilerprobung in der Praxis unter Verwendung von sechs Scheibenschneidern gemäß Fig. 1 wurde auf einem Robbins-Bohrgerät ausgeführt. Die anderen sieben Schneider hatten konventionelle Stahlschneidringe. Ein Loch mit einer Länge von 55 m wurde gebohrt. Die Stahlschneidringe mußten nach 31 m ersetzt werden, und am Ende der 55 m-Bohrung war erneut ein Austausch der Stahlringe erforderlich. Andererseits waren die sechs Hartmetallringe intakt und aus Verschleißmessungen, die durchgeführt wurden, ließ sich vorhersagen, daß die Hartmetallringe eine Schneidlebensdauer von 400 m zu erwarten hätten. Unter denselben Bedingungen haben Stahlringe eine mittlere Lebensdauer von 25 m.

Claims (3)

1. Scheibenschneider für eine Gesteinsbearbeitungsmaschine mit einem Körper, der drehbeweglich um eine Welle gelagert ist, die an der Maschine befestigbar ist, und mit einem Schneidring, der an dem Körper mit einer vorgegebenen Paßgenauigkeit befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidring aus Hartmetall besteht, gerade passend auf dem Körper sitzt oder mit einer Passung niedriger Pressung, auf dem Körper durch zwei flankierende Ringschultern ohne Ausübung auswärts gerichteter Kräfte auf dem Schneidring gehalten ist, wobei mindestens eine der Schultern abnehmbar ist.

2. Scheibenschneider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidring einen giebelförmigen Querschnitt mit zwei parallelen, bezüglich des Körpers radialen Seiten ist, und daß der Ring von einer festen Schulter und einer abnehmbaren Schulter flankiert ist.

3. Scheibenschneider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidring dreieckigen Querschnitt aufweist und von zwei abnehmbar an schrägen Flächen des Körpers befestigten Schultern flankiert ist, die sich an den schrägen Seiten des Ringes abstützen.