DE68916255T2

DE68916255T2 - Stampfschild mit einsätzen.

Info

Publication number: DE68916255T2
Application number: DE68916255T
Authority: DE
Inventors: Edmund Isakov; Terry Manway
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 1988-09-23
Filing date: 1989-09-12
Publication date: 1994-09-22
Anticipated expiration: 2009-09-13
Also published as: JPH081564U; RU2061816C1; JPH03503195A; EP0439473A4; ATE107380T1; WO1990003468A1; CA1336369C; AU4312589A; US4903609A; EP0439473A1; EP0439473B1; DE68916255D1; AU630891B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Stampfwerkzeug und insbesondere auf ein verbessertes Stampfblatt und einen verbesserten Stampfblatt-Einsatz zur Verwendung im Zusammenhang mit Stampfmaschinen für Eisenbahnschotter.
Stampfmaschinen werden dazu verwendet, den Schotter um oder unter Eisenbahnschwellen zu reparieren und zu korrigieren, so daß das Schienenbett das Darüberfahren von Eisenbahnzügen gleichmäßig tragen kann. Stampfmaschinen sind dafür ausgelegt, sich entlang des Schienenbettes zu bewegen und wenigstens acht Stampfwerkzeuge in den Schotter einzudrücken, ein Werkzeug auf jeder Seite jeder Schwelle auf jeder Seite von jeder Schiene. Dann werden die Stampfwerkzeuge in Schwingungen versetzt und zusammen zur Schwelle bewegt, um den Schotter unter der Schwelle zu verdichten und um die Schwelle herum und unter ihr einen festen Untergrund zu schaffen. Das Schienenbett wiederum stellt einen festen Untergrund für die schweren Lasten bereit, die auftreten, wenn ein Zug darüberfährt.
Ein bei den gegenwärtig erhältlichen Stampfwerkzeuge auftretendes, typisches Problem besteht in der hohen Abrasivität der typischen Schottermaterialien, wie Sand, Schottersteine, Kies und Schlacken. Die Vorderkanten von Stampfwerkzeugen nutzen sich extrem schnell ab und sind, wenn sie teilweise abgenutzt sind, nicht mehr in der Lage, die Arbeitsschritte des Verdichtens und des Zusammendrückens wirksam auszuführen. Daher müssen die Stampfwerkzeuge ersetzt oder die Vorderkanten der Stampfwerkzeuge wieder aufgebaut werden.
Es ist in der Technik bekannt, die Kanten von Stampfwerkzeugen mit einem Hartmetall aus Stahl mit hohem Chromgehalt zu überziehen, um eine zusätzliche Verschleißfestigkeit zu schaffen. Selbst mit einem Chrom/Stahlüberzug beträgt die normale Arbeitsperiode der Stampfmaschine nur 6,5 bis 9,5 km (4 bis 6 Meilen) auf dem Schienenbett, bis die Kanten des Stampfwerkzeuges so weit abgenutzt sind, daß für einen wirksamen Betrieb eine Auswechselung notwendig ist.
Die Verschleißlebensdauer des Stampfwerkzeugs wurde wesentlich dadurch erhöht, daß ein Stampfwerkzeug geschaffen wurde, das aus einem Stampfblatt und einem Wolframkarbideinsatz an der Vorderkante des Stampfblattes besteht. Ein solches Stampfblatt ist in der US-A-3 793 960 beschrieben, die auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung übertragen ist. Dieses Patent lehrt einen Karbideinsatz, der von einer in der Vorderkante des Stampfblattes gebildeten Nut aufgenommen und dort eingelötet ist. Der Karbideinsatz ist ausreichend massiv und geeignet gestützt, um ein Abplatzen, Zerbrechen oder Spalten des Einsatzes unter den starken Stoßbelastungen zu verhindern, denen die Vorderkante des Blattes ausgesetzt ist.
Obwohl der Aufbau des Stampfwerkzeuges gemäß der US-A- 3 793 960 die Lebensdauer des Stampfblattes wesentlich erhöht, ist es ein fortdauerndes Ziel der Industrie, die Verschleißlebensdauer des Stampfwerkzeuges zu erhöhen. Ein weiterer Versuch, die Lebensdauer des Stampfblattes zu erhöhen, ist in der US-A-3 971 323 mit dem Titel "Tamping Blade and a Hard Wear-Resistant Insert Therefor" von Richard W. Beiswenger beschrieben. Dieses Patent offenbart in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff von Anspruch 1 ein Stampfblatt mit mehreren verschleißfesten Einsätzen, die aneinandergereiht in einem Ausschnitt an der Vorderkante eines Blattschuhes aus Stahl positioniert sind. Gemaß diesem Patent besitzt jeder Einsatz eine erste und eine zweite Seite, die voneinander abgewandt sind, und eine erste und eine zweite Hauptfläche, die voneinander abgewandt sind, wobei die Hauptflächen in einem Winkel zueinander stehen, um eine im wesentlichen gleichförmige Dicke des Körpers auf jeder dieser Seiten zu schaffen. Die erste Seite jedes Einsatzes besitzt eine Dicke von wenigstens ungefähr 0,95 cm (3/8 Inch) und ist dafür ausgelegt, eine Vorderkante für das Stampfblatt zu schaffen, die sich über die Dicke des Stampfblattes jenseits der Vorderkante des Stampfblattes erstreckt. Die erste Hauptfläche ist dafür geeignet, einen verschleißfesten Überzug für das Stampfblatt während einer Seitwärtsbewegung auszubilden. Obwohl das Stampfwerkzeug der US-A-3 971 323 einen Fortschritt in der Technik der Stampfwerkzeuge darstellt und im Vergleich zur herkömmlichen Praxis des Verwendens eines Hartmetalls aus Stahl mit einem hohen Chromgehalt zur Schaffung einer geeigneten Verschleißfestigkeit einen größere Nutzlebensdauer erzielt, bestehen immer noch Beschränkungen bei den verschleißfesten Einsätzen.
Die vorliegende Erfindung überwindet diese Schwierigkeiten und Nachteile und schafft ein Stampfwerkzeug mit einer wesentlich verlängerten Nutzlebensdauer. Ein Stampfwerkzeug gemäß dieser Erfindung besitzt ein Stampfblatt mit Karbideinsätzen. Das Stampfblatt besitzt eine unterbrochene Vorderkante, die von mehreren bogenförmigen Kanten entlang der gesamten Vorderkante des Stampfblattes definiert ist. Zusätzlich verbessert das Stampfblatt dieser Erfindung in Verbindung mit der Gestaltung der Einsätze die Nutzlebensdauer des Stampfblattes wesentlich.
Es ist ein Stampfwerkzeug vorgeschlagen, das ein Blatt besitzt, das zum Anbringen am unteren Ende eines Stampfarmes geeignet ist. Das Blatt besitzt einen Ausschnitt entlang der Länge seiner Vorderkante, um wenigstens einen verschleißfesten Einsatz zu tragen. Dann wird wenigstens ein verschleißfester Einsatz starr im Ausschnitt des Blattes positioniert. Der verschleißfeste Einsatz dieser Erfindung enthält einen Körper, der eine erste und eine zweite Seite besitzt, die voneinander abgewandt sind, eine erste und eine zweite Hauptfläche, die voneinander abgewandt sind, und eine erste und eine zweite Schulter, die voneinander abgewandt sind. Die erste und die zweite Hauptfläche, die voneinander abgewandt sind, definieren zwischen sich eine Dicke des Einsatzkörpers. Die erste und die zweite Schulter, die voneinander abgewandt sind, definieren zwischen sich die Breite des Einsatzkörpers. Die erste Seite des Einsatzkörpers definiert eine Vorderkante für ein Stampfblatt. Die Vorderkante besitzt zwischen den voneinander abgewandten Schultern eine bogenförmige Gestalt. Die zweite Seite und die zweite Hauptfläche sind dafür ausgelegt, den Einsatzkörper des Stampfblattes für eine Stoßbelastung der ersten Seite des Einsatzkörpers zu stützen. Zusätzlich sind die erste und die zweite Hauptfläche, die voneinander abgewandt sind, im wesentlichen parallel zueinander. Die erste Seite des Einsatzkörpers besitzt eine erste angestellte Fläche, die sich von der von der zweiten Hauptfläche abgewandten ersten Hauptfläche zur Vorderkante nach innen erstreckt. Die erste Seite des Einsatzkörpers besitzt außerdem eine zweite angestellte Fläche, die sich von der von der ersten Hauptfläche abgewandten zweiten Hauptfläche zur Vorderkante nach innen erstreckt. Die erste angestellte Fläche bildet eine bogenförmige Schnittlinie mit der von der zweiten Hauptfläche abgewandten ersten Hauptfläche. Die zweite angestellte Fläche bildet eine gekrümmte Schnittlinie mit der von der ersten Hauptfläche abgewandten zweiten Hauptfläche. Vorzugsweise definiert die erste angestellte Fläche relativ zur von der zweiten Hauptfläche abgewandten ersten Hauptfläche einen negativen Winkel zwischen 0 und 15 Grad und vorzugsweise einen negativen Winkel von ungefähr 10 Grad zu dieser. Die zweite angestellte Fläche definiert relativ zur von der ersten Hauptfläche abgewandten zweiten Hauptfläche einen Innenwinkel zwischen ungefähr 65 Grad und 85 Grad und vorzugsweise einen Winkel von 70 Grad relativ zur letztgenannten Fläche. Die bogenförmige Vorderkante der ersten Seite des Einsatzkörpers besitzt einen Radius "R", der die Länge der bogenförmigen Kante mit einem Verhältnis von ungefahr 1,3 relativ zur Breite "W" des Karbideinsatzes bestimmt, also R = 1,3 W.
Der wenigstens einmal vorhandene verschleißfeste Einsatz kann durch Löten in Übereinstimmung mit bekannten Techniken starr im Ausschnitt des Blattes positioniert werden. Es ist alternativ auch möglich, den verschleißfesten Einsatz im Ausschnitt des Blattes mittels eines Gießvorganges zu befestigen, bei dem die verschleißfesten Einsätze in der Form getragen sind, in der das Stampfblatt gegossen wird.
Vorzugsweise erstrecken sich die mehreren Einsätze aufeinanderfolgend entlang der Länge der Vorderkante des Blattes, um eine unterbrochene Vorderkante des Stampfwerkzeuges zu definieren, die durch die krummlinigen Vorderkanten von jedem der mehreren Einsätze gebildet ist. Die Einsätze werden üblicherweise durch Pressen und Sintern mittels bestehenden Techniken hergestellt. Diese Techniken weisen ein erhebliches Schrumpfen des Einsatzes beim Herstellen auf, und es kann eine Beschädigung auftreten, wenn irgendeine Abmessung des Einsatzes zu groß ist. Aus diesem Grund wird bevorzugt, daß die Länge des Einsatzes eine vernünftige Größe nicht überschreitet und daß mehrere Einsätze aufeinanderfolgend angeordnet werden, um sich entlang der Länge der Vorderkante des Blattschuhes zu erstrecken.
Weitere Einzelheiten, Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die folgende Beschreibung, die die gegenwärtig bevorzugten Ausführungen, die gegenwärtig bevorzugten Herstellungsarten und die gegenwärtig bevorzugten Anwendungen der Erfindung darstellt.
Die obigen sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich durch Betrachtung der verschiedenen Zeichnungen, in denen:
Fig. 1 eine schematische Teilseitenansicht der Verwendung von Stampfwerkzeugen darstellt, die die vorliegende Erfindung enthalten,
Fig. 2 eine Seitenansicht des die vorliegende Erfindung enthaltenden Stampfblattes darstellt,
Fig. 3 eine Vorderansicht des in Fig. 2 gezeigten Stampfblattes darstellt,
Fig. 4 eine vergrößerte Teilseitenansicht der Vorderkante des in Fig. 2 gezeigten Stampfblattes ohne die Stampfblatteinsätze der vorliegenden Erfindung darstellt,
Fig. 5 eine vergrößerte, perspektivische Ansicht des Stampfblatteinsatzes der vorliegenden Erfindung darstellt,
Fig. 6 eine vergrößerte Teilseitenansicht der Vorderkante des in Fig. 2 gezeigten Stampfblattes darstellt,
Fig. 7 eine vergrößerte Teilvorderansicht der Vorderkante des in Fig. 3 gezeigten Stampfblatteinsatzes darstellt,
Fig. 8 eine Rückansicht des die vorliegende Erfindung enthaltenden Stampfblattes darstellt, und
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer abweichenden Ausführung des Stampfblattes der vorliegenden Erfindung darstellt.
Ein in Fig. 1 dargestelltes, herkömmliches Schienenbett 10 besteht aus mehreren voneinander beabstandeten, im wesentlichen parallelen Eisenbahnschwellen, z.B. Schwelle 11, die in Schotter 12 eingebettet sind. Schienen 13 werden von Schienenplatten 14 getragen, die wiederum von Schwellen 11 getragen werden. Wenn ein Nivellieren des Schienenbettes notwendig ist, wird eine (nicht dargestellte) Stampfmaschine mit bekanntem Aufbau entlang der Schienen 13 gerollt, und mehrere Trägerarme 8 werden nacheinander bei jeder Schwelle mittels geeigneter Hydraulikkraftmittel bedient und eingesetzt. Wenigstens acht und üblicherweise sechzehn Stampfwerkzeuge, die allgemein mit 15 bezeichnet sind, werden einzeln von den Trägerarmen 8 ausgefahren, wobei sich wenigstens ein und üblicherweise zwei Blätter auf jeder Seite jeder Schiene 13 an jedem Ende der Schwelle 11 befinden. Jedes Stampfblatt 15 besitzt eine Vorderkante 42, die in den Schotter 12 eingedrückt wird, wie dargestellt. Danach werden die Stampfblätter 15 in Schwingungen versetzt und gleichzeitig zur Schwelle 11 bewegt, um die Schwelle auf ein festes Niveau zu heben, während der Schotter unter der Schwelle verdichtet wird.
In den Figuren 2 und 3 ist ein Stampfblatt 15 genauer dargestellt. Der das Blatt 15 tragende Arm 8 besitzt einen Trägerschaftabschnitt 17, der eine Gewindeöffnung 18 an seinem Ende 19 besitzt, um das Blatt an einem entsprechenden Trägerarm zu befestigen. Der Trägerarm 8 besitzt auch einen verjüngten Stielabschnitt 20, der sich zu einem Blatt oder zu einer Platte 16 erstreckt, die an seinem entgegengesetzten Ende befestigt ist. Die Blattplatte 16 besitzt eine Vertiefung oder Ausschnitt 22 (siehe Fig. 4), die sich über die Vorderkante 23 des vorderen Abschnittes oder der Vorderfläche des Blattes erstreckt und in die Stampfblatteinsätze 24 aufeinanderfolgend (siehe Figuren 3, 7 und 9) eingelötet sind. Die Blattplatte 16 besitzt eine Rückseite 25 und eine angestellte Fläche 27, die sich zwischen der Rückseite 25 und der Vorderkante 23 erstreckt. Üblicherweise ist das Stampfblatt 16 ungefähr 10,16 cm (4 Inch) lang, ungefähr 7,62 cm (3 Inch) hoch und ungefähr 1,9 cm (0,75 Inch) dick. Wie in Fig. 9 dargestellt, kann in einer alternativen Ausführung das Stampfblatt 116 verändert sein, um vier Einsätze zu enthalten. Dieses Stampfblatt 116 kann die gleichen oder ähnliche Abmessungen wie das Stampfblatt 16 besitzen, oder es kann länger sein, abhängig von der Anwendung der Stampfmaschine, an der es befestigt wird.
Das Stampfblatt 16 kann ein neues Blatt sein, das mit einem Ausschnitt 22 zum Stützen der Blatteinsätze 24 gesenkgeschmiedet ist, oder es kann in einer Form gegossen sein. In einer Alternative kann das Stampfblatt 15 aus einem bereits vorhandenen Blatt hergestellt sein, indem der Ausschnitt 22 in der Vorderkante 23 eingefräst wird. In jeder der oben beschriebenen Ausführungen erstreckt sich der Ausschnitt 22 typischerweise entlang der Breite der Vorderkante, und er ist ungefähr 1,04 cm (0,41 Inch) tief.
Der Stampfblatteinsatz 24 wird vorzugsweise aus Wolframkarbid unter Verwendung von bekannten Sintertechniken hergestellt. Dies bedeutet, daß ein Pulver von Wolframkarbid unter Druck geformt und danach in einem Sinterofen gebrannt wird, um einen harten, verschleißfesten Körper zu bilden. Das Problem beim Sintern von Wolframkarbid besteht darin, daß ein wesentliches Schrumpfen auftritt. Daher muß der Einsatz relativ klein gehalten werden, um ein Verwinden in irgendeiner Richtung zu verhindern. Außerdem neigen größere Einsätze stärker dazu, beim nachfolgenden Löt- oder Gießprozeß zu zerbrechen, der zum Befestigen der Einsätze am Stampfblatt 16 verwendet wird. Aus diesen Gründen wird bevorzugt, daß die Länge des Einsatzes gering gehalten wird und daß mehrere Einsätze aufeinanderfolgend vorzugsweise entlang der gesamten Länge der Vorderkante der Blattplatte angeordnet sind, wie am besten in Fig. 7 zu erkennen ist.
Unabhängig von der Ausführung kann der Stampfblatteinsatz mit dem Stampfblatt in jeder geeigneten Weise zusammengefügt sein. Wie in den Figuren 6 und 7 dargestellt, werden die Einsätze mit dem Stampfblatt zusammengefügt, indem die Einsätze in die Ausschnitte aufeinanderfolgend eingelötet werden, wie dargestellt. An den Enden der Stampfplatte 16 können (nicht dargestellte) Schrägen vorgesehen sein, und zwischen den Enden von aneinandergrenzenden Stampfeinsätzen 24 können Räume 33 vorgesehen sein, um die Einsätze fester in den Ausschnitt 22 einzulöten.
Der in Fig. 5 dargestellte Stampfblatteinsatz, der allgemein mit dem Bezugszeichen 24 versehen ist, besteht aus einem Körper aus einem harten, verschleißfesten Material, der eine erste Seite 26 und eine zweite Seite 28 besitzt, eine erste Hauptfläche 30 und eine zweite Hauptfläche 32, die im wesentlichen eben sind, und eine erste Schulter 34 und eine zweite Schulter 36, die voneinander abgewandt sind. Die erste Hauptfläche 30 und die zweite Hauptfläche 32, die voneinander abgewandt sind, definieren zwischen sich eine mit 38 bezeichnete Dicke des Körpers des Einsatzes 24. Die erste Schulter 34 und die zweite Schulter 36, die voneinander abgewandt sind, definieren zwischen sich eine allgemein mit 40 bezeichnete Breite des Körpers des Einsatzes 24. Die erste Seite 26 des Einsatzkörpers 24 definiert eine mit 42 bezeichnete Vorderkante eines Stampfblatteinsatzes. Die Vorderkante 42 ist bogenförmig und wird von den voneinander abgewandten Schultern 34 und 36 unterbrochen, und sie ist vorzugsweise unterbrochen und krummlinig. Die zweite Seite 28 und die von der ersten Hauptfläche abgewandte zweite Hauptfläche 32 sind geeignet, den Körper 24 auf dem Stampfblatt für eine Stoßbelastung der ersten Seite 26 des Einsatzkörpers 24 zu stützen.
Die erste Seite 26 des Körpers 24 besitzt einen ersten angestellten Abschnitt 44, der sich von der von der zweiten Hauptfläche abgewandten ersten Hauptfläche 30 zur Vorderkante 42 nach innen erstreckt. Zusätzlich besitzt die erste Seite 26 des Einsatzkörpers 24 eine zweite angestellte Fläche 46, die sich von der von der ersten Hauptfläche abgewandten zweiten Hauptfläche 32 zur Vorderkante 42 der ersten Seite nach innen erstreckt. Die erste angestellte Fläche 44 definiert einen Anstellwinkel von zwischen ungefähr 0 und 15 Grad relativ zu der von der zweiten Hauptfläche abgewandten ersten Hauptfläche 30. Vorzugsweise definiert die erste angestellte Fläche 44 einen Winkel von ungefähr 10 Grad relativ zu der von der zweiten Hauptfläche abgewandten ersten Hauptfläche 30. Die zweite angestellte Fläche 46 definiert relativ zu der von der ersten Hauptfläche abgewandten zweiten Hauptfläche 32 einen Innenwinkel zwischen ungefähr 65 Grad und 85 Grad. Vorzugsweise definiert die zweite angestellte Fläche 46 relativ zu der von der ersten Hauptfläche abgewandten zweiten Hauptfläche 32 einen Innenwinkel von ungefähr 70 Grad.
Die Vorderkante 42 der ersten Seite 26 des Einsatzkörpers besitzt einen Radius, der die Länge der bogenförmigen Kante in einem Verhältnis zwischen ungefähr 1,2 und 1,5 der Breite des Einsatzes bestimmt, wie in Fig. 7 dargestellt. Vorzugsweise besitzt die Vorderkante relativ zur Breite des in Fig. 7 dargestellten Karbideinsatzes eine Länge von ungefähr 1,3. In der bevorzugten Ausführung sind die erste Hauptfläche 30 und die zweite Hauptfläche 32, die voneinander abgewandt sind, im wesentlichen parallel zueinander. Die einzigartig bogenförmige oder krummlinige Gestalt der Vorderkante 42 der ersten Seite des Einsatzkörpers 24 bildet verbesserte Betriebseigenschaften aus.
Es ist sehr wünschenswert, Karbid so zu verwenden, daß auf den Karbideinsatz Druckkräfte einwirken. Wenn der Karbideinsatz unter Druck verwendet wird, wird ein Biegen vermieden, und die auf den Karbideinsatz einwirkenden Kräfte werden radial entlang der Vorderkante 42 des Einsatzes verteilt. Insbesondere während des Eindringens in das Schienenbett hat sich die bogenförmige oder krummlinige Gestalt der vorliegenden Erfindung als die Einsatzlebensdauer wesentlich erhöhend erwiesen. Außerdem versieht die Verwendung von mehreren Einsätzen, wie in den Figuren dargestellt, die Stampfplatte mit einer unterbrochenen Kante. Die von den mehreren bogenförmigen oder krummlinigen Vorderkanten der Einsätze dieser Erfindungen gebildete Vorderkante der Stampfplatte verteilt die beim Eindringen des Werkzeugs in das Schienenbett auftretenden Kräfte.
Wie in den Figuren 8 und 9 erkannt werden kann, ist es wünschenswert, die Rückseite 25, 125 der Vorderkante 23, 123 und die sich zwischen diesen erstreckende angestellte Fläche 27, 127 mit einer krummlinigen oder bogenförmigen Gestalt auszubilden, die der Gestalt der Stampfblatteinsätze 24, 124 entspricht und dieser nachfolgt.
Aufgrund der größeren Lebensdauer, die der Stampfplatte von den Einsätzen 24 der vorliegenden Erfindung gegeben wird, wurde als vorteilhaft erkannt, die Verschleißeigenschaften des Stampfblattes selbst zu verbessern. Es wird darauf hingewiesen, daß aufgrund der Art der Berührung mit den abrasiven Materialien des Schienenbettes nicht alle Flächen des Stampfblattes der gleichen Höhe von Verschleiß ausgesetzt sind. Dementsprechend wurde erkannt, daß nicht alle Flächen des Stampfblattes einem gleichen Verschleißgrad ausgesetzt sind und daß es daher am nützlichesten ist, nur einige Bereiche des Stampfblattes mit verschleißschützenden Eigenschaften zu versehen. Es ist selbstverständlich möglich, alle Verschleißflächen des Stampfblattes zu verbessern, jedoch kann diese Verbesserung zu übermäßigen Herstellungskosten ohne tatsächlichen Nutzen für das entstehende Produkt führen. Zur Verbesserung der Werkzeuglebensdauer, wenn gleichzeitig die Herstellungskosten und die Überlegungen in einem vernünftigen Rahmen gehalten werden sollen, hat es sich als wünschenswert herausgestellt, daß die Vorderseite des Blattes 16 mit verbesserten verschleißfesten Eigenschaften versehen wird.
Zum Beispiel ist die eindringende Kante oder Vorderkante 24, die gesinterte Karbideinsätze enthält, als Folge der Wirkung der Stampfmaschine, die die Platte vertikal nach unten in den Schotter hineintreibt, dem stärksten Verschleiß ausgesetzt. Aber auch das nachfolgende Zusammendrücken und Vibrieren der gesamten Anordnung führt zu einer wesentlichen Belastung und einem wesentlichen Verschleiß der Vorderseite des Stampfblattes. Falls dieser Bereich ungeschützt gelassen würde (und man sich nur auf die verschleißfesten Eigenschaften von üblichen oder von wärmebehandelten Stählen verlassen würde, die normalerweise für die Unterbaugruppen verwendet werden, in die Karbideinsätze eingelötet werden), würde dieser Bereich erodieren und möglicherweise einen vorzeitigen Ausfall des Werkzeugs hervorrufen, selbst wenn die Karbideinsätze die Vorderkante noch schützen würden. Es ist üblich, diesen Bereich ungeschützt zu lassen.
In einem geringeren Maße als die Vorderseite des Stampfblattes erfährt auch die entgegengesetzte Seite oder Rückseite des Stampfblattes Verschleiß aufgrund der gleichen Vibrations- und Druckwirkung des Werkzeugs. Um die Verschleißlebensdauer all dieser drei Bereiche in kostensparender Weise optimal zu gewichten, verwendet die vorliegende Erfindung ein Verbundgußmaterial, das aus gemahlenem, gesintertem Wolframkarbid und einem speziell legierten Stahl mit Lufthärtungseigenschaften besteht. Dieses Verbundgußmaterial wird in einem Verfahren hergestellt, das in den US-Patenten Nr. 4 024 902 und Nr. 4 146 080 von Charles S. Baum beschrieben und geschützt ist, die auf die Permanence Corporation übertragen sind. Die Inhalte dieser Patente sind hierin durch Bezugnahme eingeschlossen, als ob sie oben vollständig dargestellt worden wären.
Durch die Verwendung dieses Materials können in einem stärkeren Verschleiß ausgesetzten Bereichen selektiv Schichten aus zerkleinertem Wolframkarbidresten mit einem Kobaltgehalt von 6 bis 8 % angeordnet werden, die in einem Filter mit einer Maschengröße von A -1/4, +4 gefiltert werden (obwohl manchmal Kombinationen von verschiedenen Korngrößen verwendet werden). Das Karbid wird in einem speziell legierten Stahl eingebettet und metallurgisch mit ihm verbunden, wobei der Stahl bevorzugte Anteile an Kohlenstoff, Chrom, Nickel, Molybdän und anderen Elementen enthält und gegossen eine Härte von ungefähr 50 bis 54 HRC besitzt.
Dieses Material ist aus den folgenden Gründen für die Anwendung gut geeignet. Im Vergleich mit neuem, gesinterten Karbid sind zerkleinerte Reste sehr ökonomisch. Die metallurgische Verbindung zwischen dem Karbid und dem Stahl erhöht die Verschleißeigenschaften des Materials im Vergleich mit anderen Methoden des Einbindens von zerkleinerten Karbidresten wesentlich. Das Verbundmaterial ist duktiler und bruchfester als das Wolframkarbid alleine und wird daher anderen Versuchen von Stampfwerkzeugherstellern vorgezogen, die Vorderseite durch Auflöten eines eine relativ große Oberfläche abdeckenden, dünnen, festen Karbideinsatzes zu schützen, der keine ausreichende Festigkeit aufweist, Abplatzen und Brechen zu widerstehen. Unter Verwendung dieses Konzepts hergestellte Werkzeuge versagen aufgrund von Stoßbelastungen und Lötspannungen. Das Verbundmaterial baut auf die kugelförmige Gestalt des Kohlenstoffs und auf den Stahl zwischen den Kohlenstoffkörnern, um Stöße zu absorbieren und Brüche zu stoppen. Das Verfahren von Baum kombiniert das Herstellen des Hauptkörpers der Platte und das Einbinden des Karbids in einen Schritt, wodurch Arbeitsschritte beim Herstellen des Stampfblattes eingespart werden. Die Rückseite oder abgewandte Seite ist ebenfalls geeigneter geschützt, da der Abschnitt aus legiertem Stahl des Verbundmaterials höhere Härtewerte als die üblicherweise verwendeten Materialien und daher eine höhere Verschleißfestigkeit besitzt. Die Rückseite der Platte ist selbst mit ihrer erhöhten Härte weiterhin sehr leicht schweiß- und lötbar; dies sind sehr wünschenswerte Eigenschaften, um die Befestigung der Platte am Schaft zu vereinfachen, und ein Vorteil gegenüber Werkzeugstählen, die von einigen Herstellern von Stampfwerkzeugen verwendet werden.
Obwohl die gegenwärtig bevorzugten Ausführungen der Erfindung und die Verfahren zum Ausbilden und Herstellen dieser speziell beschrieben wurden, wird ausdrücklich bemerkt, daß die Erfindung im Bereich der vorliegenden Patentansprüche verschiedenartig in anderer Weise ausgeführt und verwendet werden kann.

Claims

1. Stampfblatt-Einsatz (24) mit einem Körper aus einem harten verschleißfesten Material mit einer ersten Seite (26), die eine Vorderkante (42) eines Stampfblattes (15) definiert, und einer von der ersten Seite abgewandten zweiten Seite (28), einer ersten (30) und einer zweiten (32) Hauptfläche, die voneinander abgewandt sind und zwischen sich eine Dicke (38) des Körpers definieren, und einer ersten (34) und einer zweiten (36) Schulter, die voneinander abgewandt sind und zwischen sich eine Breite (40) des Körpers definieren, wobei die zweite Seite (28) und die zweite Hauptfläche (32) geeignet sind, den Körper des Stampfblattes (15) für eine Stoßbelastung der ersten Seite (26) des Körpers zu stützen; dadurch gekennzeichnet, daß: die durch die erste Seite (26) des Körpers definierte Vorderkante (42) zwischen den voneinander abgewandten Schultern (34, 36) eine bogenförmige Gestalt aufweist.

2. Stampfblatt-Einsatz (24) nach Anspruch 1, bei dem die erste (30) und die zweite (32) Hauptfläche, die voneinander abgewandt sind, im wesentlichen parallel zueinander sind.

3. Stampfblatt-Einsatz (24) nach Anspruch 1, bei dem die erste Seite (26) des Körpers eine erste angestellte Fläche (44) besitzt, die sich von der von der zweiten Hauptfläche abgewandten ersten Hauptfläche (30) zur Vorderkante (42) nach innen erstreckt.

4. Stampfblatt-Einsatz (24) nach Anspruch 1, bei dem die erste Seite (26) des Körpers eine zweite angestellte Fläche (46) besitzt, die sich von der von der ersten Hauptfläche abgewandten zweiten Hauptfläche (32) zur Vorderkante (42) nach innen erstreckt.

5. Stampfblatt-Einsatz (24) nach Anspruch 1, bei dem die erste Seite (26) des Körpers eine erste angestellte Fläche (44) besitzt, die sich von der von der zweiten Hauptfläche abgewandten ersten Hauptfläche (30) zur Vorderkante (42) nach innen erstreckt, und eine zweite angestellte Fläche (46), die sich von der von der ersten Hauptfläche abgewandten zweiten Hauptfläche (32) zur Vorderkante (42) nach innen erstreckt.

6. Stampfblatt-Einsatz (24) nach Anspruch 3, bei dem die erste angestellte Fläche (44) eine bogenförmige Schnittlinie mit der von der zweiten Hauptfläche abgewandten ersten Hauptfläche (30) bildet.

7. Stampfblatt-Einsatz (24) nach Anspruch 4, bei dem die zweite angestellte Fläche (46) eine bogenförmige Schnittlinie mit der von der ersten Hauptfläche abgewandten zweiten Hauptfläche (32) bildet.

8. Stampfblatt-Einsatz (24) nach Anspruch 3, bei der die erste angestellte Fläche (44) relativ zu der von der zweiten Hauptfläche abgewandten ersten Hauptfläche (30) einen negativen Winkel zwischen 0 und 15º definiert.

9. Stampfblatt-Einsatz (24) nach Anspruch 7, bei der die erste angestellte Fläche (44) relativ zu der von der zweiten Hauptfläche abgewandten ersten Hauptfläche (30) einen negativen Winkel von ungefähr 10º definiert.

10. Stampfblatt-Einsatz (24) nach Anspruch 4, bei dem die zweite angestellte Fläche (46) relativ zu der von der ersten Hauptfläche abgewandten zweiten Hauptfläche (32) einen Innenwinkel zwischen ungefähr 65º und 85º definiert.

11. Stampfblatt-Einsatz (24) nach Anspruch 10, bei dem die zweite angestellte Fläche (46) relativ zu der von der ersten Hauptfläche abgewandten zweiten Hauptfläche (32) einen Innenwinkel von ungefähr 70º definiert.

12. Stampfblatt-Einsatz (24) nach Anspruch 1, bei dem die Vorderkante (42) einen solchen Radius besitzt, daß die Länge der Vorderkante (42) ein Verhältnis zwischen ungefähr 1,2 und 1,5 relativ zur Einsatzbreite (40) besitzt.

13. Stampfblatt-Einsatz (24) nach Anspruch 12, bei dem die Vorderkante (42) einen solchen Radius besitzt, daß die Länge der Vorderkante (42) ein Verhältnis von ungefähr 1,3 relativ zur Einsatzbreite (40) besitzt.

14. Stampfblatt (15) mit einem Blattschuh (16) aus Stahl, der zur Befestigung an einem Ende (19) eines Trägerarms (8) geeignet ist, wobei der Blattschuh (16) einen Ausschnitt an einer seiner Vorderkanten (23) besitzt, um wenigstens einen verschleißfesten Einsatz (24) zu tragen, und wenigstens einen starr in dem Ausschnitt (22) des Blattschuhs (16) angeordneten verschleißfesten Einsatz (24), wobei dieser wenigstens einmal vorhandene Einsatz (24) aus einem verschleißfesten Material mit einem Körper besteht, der eine erste Seite (26) besitzt, die eine Vorderkante (42) eines Stampfblattes (15) definiert, und eine von der ersten Seite abgewandte zweite Seite (28), eine erste (30) und eine zweite (32) Hauptfläche, die voneinander abgewandt sind und zwischen sich eine Dicke (38) des Körpers definieren, und eine erste (34) und eine zweite (36) Schulter, die voneinander abgewandt sind und zwischen sich eine Breite (40) des Körpers definieren, wobei die zweite Seite (28) und die zweite Hauptfläche (32) geeignet sind, den Körper des Stampfblattes (15) für eine Stoßbelastung der ersten Seite (26) des Körpers zu stützen; dadurch gekennzeichnet, daß die durch die erste Seite (26) des Körpers definierte Vorderkante (42) zwischen den voneinander abgewandten Schultern (34, 36) eine bogenförmige Gestalt besitzt.

15. Stampfblatt (15) nach Anspruch 14, bei dem die erste (30) und die zweite (32) Hauptfläche, die voneinander abgewandt sind, im wesentlichen parallel zueinander sind.

16. Stampfblatt (15) nach Anspruch 14, bei dem die erste Seite (26) des Körpers eine erste angestellte Fläche (44) besitzt, die sich von der von der zweiten Hauptfläche abgewandten ersten Hauptfläche (30) zur Vorderkante (42) nach innen erstreckt.

17. Stampfblatt (15) nach Anspruch 14, bei dem die erste Seite (26) des Körpers eine erste angestellte Fläche (46) besitzt, die sich von der von der ersten Hauptfläche abgewandten zweiten Hauptfläche (32) zur Vorderkante (42) nach innen erstreckt.

18. Stampfblatt (15) nach Anspruch 14, bei dem die erste Seite (26) des Körpers eine erste angestellte Fläche (44) besitzt, die sich von der von der zweiten Hauptfläche abgewandten ersten Hauptfläche (30) zur Vorderkante (42) nach innen erstreckt, und eine zweite angestellte Fläche (46), die sich von der von der ersten Hauptfläche abgewandten zweiten Hauptfläche (32) zur Vorderkante (42) nach innen erstreckt.

19. Stampfblatt (15) nach Anspruch 16, bei dem die erste angestellte Fläche (44) mit der von der zweiten Hauptfläche abgewandten ersten Hauptfläche (30) eine bogenförmige Schnittlinie definiert.

20. Stampfblatt (15) nach Anspruch 17, bei dem die zweite angestellte Fläche (46) mit der von der ersten Hauptfläche abgewandten zweiten Hauptfläche (32) eine bogenförmige Schnittlinie definiert.

21. Stampfblatt (15) nach Anspruch 14, bei dem im Ausschnitt (22) des Blattschuhs (16) drei verschleißfeste Einsätze (24) starr angeordnet sind.

22. Stampfblatt (15) nach Anspruch 14, bei dem der zum Anbringen an einem Ende (19) eines Trägerarms (8) geeignete Blattschuh (16) aus Stahl zusätzlich wenigstens eine vordere, vertikale Verschleißfläche angrenzend an den Ausschnitt (22) an seiner Vorderkante (23) enthält und die Verschleißfläche zugesetztes Karbidmaterial enthält.

23. Stampfblatt-Einsatz (24) mit einem Körper aus einem harten, verschleißfesten Material mit einer ersten Seite (26), die eine Vorderkante (42) eines Stampfblattes (15) definiert, und einer von der ersten Seite abgewandten zweiten Seite (28), einer ersten (30) und einer zweiten (32) Hauptfläche, die voneinander abgewandt sind und zwischen sich eine Dicke (38) des Körpers definieren, und einer ersten (34) und einer zweiten (36) Schulter, die voneinander abgewandt sind und zwischen sich eine Breite (40) des Körpers definieren, wobei die zweite Seite (28) und die zweite Hauptfläche (32) geeignet sind, den Körper auf dem Stampfblatt (15) für eine Stoßbelastung der ersten Seite (26) des Körpers zu stützen; dadurch gekennzeichnet, daß die von der ersten Seite (26) des Körpers definierte Vorderkante (42) zwischen den voneinander abgewandten Schultern (34, 36) eine bogenförmige Gestalt besitzt und daß die erste Seite (26) des Körpers eine erste angestellte Fläche (44) besitzt, die sich von der von der zweiten Hauptfläche abgewandten ersten Hauptfläche (30) zur Vorderkante (42) nach innen erstreckt, und eine zweite angestellte Fläche (46), die sich von der von der ersten Hauptfläche abgewandten zweiten Hauptfläche (32) zur Vorderkante (42) nach innen erstreckt; wobei die erste (30) und die zweite (32) Hauptfläche, die voneinander abgewandt sind, im wesentlichen parallel zueinander sind.