DE4134560A1

DE4134560A1 - Hartmetallkrone und meissel

Info

Publication number: DE4134560A1
Application number: DE4134560A
Authority: DE
Inventors: Gordon Alan Macshannon
Original assignee: Hydra Tools International PLC
Current assignee: Hydra Tools International PLC
Priority date: 1991-10-19
Filing date: 1991-10-19
Publication date: 1993-04-22
Also published as: US5235961A

Description

Die Erfindung betrifft eine Hartmetallkrone zum Schrämen von Mineralen und auf einem mit einer solchen Hartmetallkrone be stückten Mineral-Schräm-Meißel.

Bei der Gewinnung von Mineralen wie Kohle hat sich in großem Umfang die Verwendung von ohne Ausnahme aus Stahl gefertigten Schräm-Meißeln unterschiedlicher Typen (z. B. Radialmeißel und Vorwärtsangriffmeißel) nach Industrienorm mit einer in die obere Fläche des oberen Endes des Meißelkopfs maschinell einge arbeiteten Ausnehmung für die Aufnahme der Krone, und mit einer in Position in der Ausnehmung hartgelöteten Krone durchgesetzt. Bei Kronenkonstruktionen nach Industrienorm wird nach ca. 10%-20% Verschleiß der Oberkante der Krone der Stahl des Meißelkopfs freigelegt und beginnt, sich schädlich an dem im Ab bau befindlichen Mineral und/oder an dem über oder unter der Mineralader liegenden Gestein zu reiben, wobei in schädlicher Weise Quarz aufgenommen wird. Gefährlicher ist beim Abbau von Kohle die Freisetzung von Methan, die häufig zur Selbstent zündung in der sogenannten entflammbaren Funkenzone hinter der Krone infolge der erhöhten Temperatur des Meißels neben dieser Zone führt, was wiederum Vorsichtsmaßnahmen durch den Einsatz verschiedener Belüftungsvorrichtungen und/oder Abschreckung in Wasser mit den damit verbundenen Kosten erforderlich macht. Außerdem wird infolge frühen Kronenverschleißes und verminderter Schrämeffezienz eine frühe - beim Abbau von Kohle typischerweise nach 3-4 Schichten - Auswechslung des Meißels notwendig, was bei der Auswechslung eines rotierenden Schrämkopfs mit etwa 50 Picken eine Ausfallzeit von vielleicht einer Stunde bedeutet.

Aufgabe der Erfindung ist die Zurverfügungstellung einer Hart metallkrone und eines Mineral-Schräm-Meißels mit verlängerter nutzbarer Lebensdauer und verringerter Anfälligkeit für Funken zündung.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Hartmetall krone zum Schrämen von Mineralen, bestehend aus einem festen Hartmetallkörper mit mindestens einer Frontfläche, mindestens einer Oberseitenfläche, einer Boden-, Sitzfläche, einer rück seitigen Fläche und Seitenflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die rückseitige Fläche sich am Ende eines verlängerten Endstücks der Krone befindet, und die Länge der Krone von der Vorder- zur Rückseite ca. dem doppelten Maß der Tiefe der Krone, dar gestellt durch die Länge der Frontfläche von oben nach unten, entspricht.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Mineral-Schräm-Meißel, in den eine wie oben definierte Krone eingearbeitet ist.

Somit, und mit der Krone und den Meißeln in Übereinstimmung mit der Erfindung, ist die Krone nach rückwärts so verlängert, daß ihre Länge von der Vorder- zur Rückseite ca. dem doppelten Maß einer Krone nach Industrienorm entspricht. In Tests wurde nachgewiesen, daß mit Krone und Meißel in Übereinstimmung mit der Erfindung der Verschleiß der Krone mindestens 50% betragen muß, bevor der Stahl des Meißelkopfs so freigelegt wird, daß der Stahl mit dem Gestein in Kontakt kommt. Dementsprechend wird die nutzbare Lebensdauer des Meißels um ca. 50% verlängert.

Abgesehen von der Kostenminderung infolge der reduzierten, für den Abbau der gleichen Mineraltonnage erforderlichen Meißelan zahl ergeben sich zusätzliche Kosteneinsparungen durch die Re duzierung der Ausfallzeit für die Auswechslung der Meißel um die Hälfte.

Die Frontfläche der Krone wird vorzugsweise durch zwei winke lige, in einem Vorderseitenscheitelpunkt zusammenlaufende Flächen definiert. Die Oberseitenfläche kann in gleicher Weise durch zwei auf einem Oberseitenscheitelpunkt zusammenlaufende Flächen definiert werden. Die Bodensitzfläche kann eben sein. Was das verlängerte Endstück betrifft, so kann dieses ebenfalls eine Boden-, Sitzfläche haben, die an die des Hauptteils der Krone angrenzt. Es kann auch eine Oberseitenfläche haben, die durch zwei auf einem Oberseitenscheitelpunkt, der an den Oberseiten scheitelpunkt des Hauptteils der Krone angrenzt, aber vorteil hafterweise mit einem erhöhten rückseitigen Freiwinkel, zusammen laufende Flächen definiert wird. Die rückseitige Fläche kann durch eine erste parallel, oder im allgemeinen parallel, zur Frontfläche verlaufende Fläche, und durch eine abgeschrägte zur Boden-, Sitzfläche führenden Fläche definiert werden.

Es ist klar, daß die Ausnehmung im Meißelkopf für die Aufnahme der Krone in Übereinstimmung mit dem zweiten charakteristischen Merkmal der Erfindung maschinell auf ein Profil bearbeitet werden muß, das dem Profil der Boden-, Sitzflächen, Seitenflächen und der (den) rückseitigen Fläche(n) der Krone in Übereinstimmung mit dem ersten charakteristischen Merkmal der Erfindung ange paßt ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen und Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Seitenriß eines Radialschräm-Meißels für den Abbau von Mineralen, der mit einer Hartmetallkrone bestückt ist und

Fig. 2 einen Vorwärtsangriffmeißel entsprechend Fig. 1.

In beiden Figuren sind gleichen Bauteilen gleiche Bezugszahlen zugeordnet.

Ein Mineral-Schräm-Meißel 1 aus geschmiedetem Stahl mit einem Flachanschlußschaft 2, der so ausgelegt ist, daß er lösbar in einer Öffnung eines entsprechenden Profils einer Meißelbox (nicht dargestellt) aufgenommen wird, und durch Schweißung an einem rotierenden Schrämkopf einer Mineral-Abbaumaschine, z. B. einer sogenannten Schräm-Maschine oder einer Tunnel- oder Untergrund vortriebsmaschine, z. B. einer sogenannten Auffahrmaschine, be festigt ist. Dieser Schaft 2 ist mit einem vergrößerten Kopf 3, der, wie in Fig. 1 dargestellt, versetzt sein kann, integral, und so einen Radialmeißel nach Industrienorm bildet, oder, wie in Fig. 2 dargestellt, im allgemeinen gerade zur Bildung eines Vorwärtsangriffsmeißels sein kann.

In das Endstück des Kopfs 3 entfernt vom Schaft 2 ist eine im allgemeinen "L"-förmige Ausnehmung 4 für die Aufnahme einer festen Hartmetallkrone 5 maschinell eingearbeitet.

Die Krone 5 hat eine Frontfläche 6, die durch zwei winkelige, auf einem Vorderseitenscheitelpunkt 8 zusammenlaufende Flächen 7 definiert ist; hat eine Oberseitenfläche 9, die ebenfalls durch zwei auf einem Oberseitenscheitelpunkt 11 zusammenlaufende Flächen 10 definiert ist; und hat eine ebene Bodensitzfläche 12 und hat laterale Seitenflächen 13. In Richtung von vorne nach hinten, definiert zwischen den Linien A und B, befindet sich ein Hauptkronenteil 14, der allein als eine Krone nach Industrienorm in Betracht gezogen werden kann, und wenn eine solche Krone nur bis zur Linie L1 (Fig. 1) verschleißt, kommt zwischen dem Kopf 2 und dem im Abbau befindlichen Mineral Stahl in schäd licher Weise mit dem Mineral in Kontakt. In Übereinstimmung mit dem ersten charakteristischen Merkmal der Erfindung enthält die Krone 1 ein zwischen den Linien B und C definiertes verlängertes Endstück 15, so daß die Krone 1 eine zwischen den Linien A und C definierte Gesamtlänge von der Vorder- zur Rückseite hat, welche A-C-Länge ca. doppelt 50 lang ist wie die Tiefe der Krone 1, die durch die Länge der zwischen den Linien D und E de finierten Frontfläche von oben nach unten dargestellt wird. Die Teile 14 und 15 werden natürlich im Verlauf von konventionellen Hartmetallpreß- und -sinteroperationen integral hergestellt.

Das verlängerte Endstück 15 hat eine an die Fläche 12 des Haupt kronenteils 15 angrenzende Bodensitzfläche 16, und außerdem eine durch zwei Flächen 18, die auf einem Oberseitenscheitelpunkt 19, der an den Oberseitenscheitelpunkt 11 des Hauptkronenteils 14 an grenzt, aber, wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, mit einem größeren rückwärtigen Neigungswinkel, zusammenlaufen, definierte Oberseitenfläche 17. Schließlich hat das verlängerte Endstück 15 eine rückseitige Fläche 20, die durch eine erste, parallel zur Frontfläche 6 des Hauptkronenteils 14 verlaufende Fläche 21 und durch eine abgeschrägte zur Bodensitzfläche 16 führende Fläche 22 definiert ist.

In Tests wurde nachgewiesen, daß mit der einen Hauptkronenteil 14 und ein verlängertes Endstück 15 enthaltenden Krone 1 in Übereinstimmung mit der Erfindung kein schädlicher Kontakt von Stahl mit Mineral eintritt, bis der Verschleiß die Linie L2 (Fig. 1) erreicht. Bei den dargestellten Kronen 1 bedeutet dies, daß erst ca. 50% der Hartmetallkrone 1 abgenutzt sein müssen, bevor der Stahl des Meißelkopfs für den Kontakt mit Gestein usw. frei gelegt wird. Damit werden im Vergleich mit Meißeln, die mit Hart metallkronen nach Industrienorm bestückt sind, eine erhebliche - um ca. 50% - Verlängerung der nutzbaren Lebensdauer des Meißels, weniger Meißelwechsel, und damit weniger Kosten für unproduktive Arbeit, reduzierte Ausfallzeiten für die zugehörige Schräm- oder Auffahrmaschine, und damit Produktionssteigerung, weniger Meißelanschaffungen für den Bergwerksbetreiber und reduzierte Transportkosten im Untertagebetrieb erreicht.

Claims

1. Hartmetallkrone zum Schrämen von Mineralen, bestehend aus einem festen Hartmetallkörper mit mindestens einer Frontfläche, mindestens einer Oberseitenfläche, einer Boden-, Sitzfläche und Seitenflächen, dadurch gekennzeichnet, daß sich die rückseitige Fläche (20) am Ende eines verlängerten End stücks (15) der Krone (5) befindet, wodurch die Länge (A bis C) der Krone (5) von vorne nach hinten ca. dem doppelten Maß der Tiefe der Krone (5), die durch die Länge (D bis E) der Frontfläche (6) von oben nach unten dargestellt wird, entspricht.

2. Hartmetallkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontfläche (6) der Krone (5) durch zwei winkelige, auf einem Vorderseitenscheitelpunkt (8) zusammenlaufende Flächen (7) definiert ist.

3. Hartmetallkrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Oberseitenfläche (9) der Krone (5) durch zwei auf einem Oberseitenscheitelpunkt (11) zusammenlaufende Flächen (10) definiert ist.

4. Hartmetallkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodensitzfläche (12) eben ist.

5. Hartmetallkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das verlängerte Endstück (15) eine Boden sitzfläche (16) hat, die an die (12) des Hauptkronenteils (14) angrenzt.

6. Hartmetallkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseitenfläche (17) des verlängerten Endstücks (15) durch zwei Flächen (18) definiert ist, die auf einem an den Oberseitenscheitelpunkt (11) des Hauptkronenteils (14) angrenzenden Oberseitenscheitelpunkt (19) zusammenlaufen.

7. Hartmetallkrone nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberseitenscheitelpunkt (19) des verlängerten Endstücks (15) einen größeren rückseitigen Freiwinkel im Vergleich mit dem des Oberseitenscheitelpunktes (11) des Hauptkronenteils (14) hat.

8. Hartmetallkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die rückseitige Fläche (20) durch eine erste parallel, oder im allgemeinen parallel, zur Frontfläche (6) ver laufende Fläche (21), und durch eine zur Bodensitzfläche (16) führende abgeschrägte Fläche (22) definiert ist.

9. Ein mit einer Hartmetallkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 8 bestückter Meißel zum Schrämen von Mineralen.