DE9102668U1 - Gehäuse zur Aufnahme eines Schaftmeißels - Google Patents

Gehäuse zur Aufnahme eines Schaftmeißels

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Description

2709.8 - 1 - 05.03. 1991
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse zur Aufnahme eines Schaftmeißels für den Abbau von Gesteinen und Mineralien, insbesondere von Kohle, Erzen, Salzen und Kalksteinen, mit einem hartmetallbesetzten Kopf und einem Schaft, der nach dem Einstecken in das Gehäuse gesichert wird und frei drehbar ist, wobei zwischen Schaft und Gehäuse zumindest abschnittweise Freiräume zum Austragen von zwischen Kopf und Gehäuse eingedrungenem Abbaumaterial vorgesehen sind.
Ein derartiges Gehäuse ist z.B. aus der Deutschen Patentschrift P 34 01 243 bekannt. Es wird an sehr vielen größeren Bohr- und Abbaugeräten in vielfacher Anzahl verwendet, beispielsweise an Schrämwalzen, an Bohrköpfen und an sonstigen
?c Schneidköpfen, und sogar an Straßenfräswalzen. Die Gehäuse b
in Form von Haltern, Büchsen oder drehbaren Hülsen stehen im Vergleich zu der eigentlichen Abbaubewegung leicht schräg, so daß der Kraftangriff an dem in dem Gehäuse drehbar gehaltenen Schaftmeißel außermittig erfolgt. Das führt im laufenden Abbau- bzw. Fräsbetrieb zu einer dauernden Drehung des Schaftmeißels in dem Gehäuse, mit der Folge, daß sich der Schaftmeißel allseits gleichmäßig abnutzt. Selbst bei in sich drehbaren Hülsen kann es auf die Drehbewegung zwischen dem Schaftmeißel und der Hülse ankommen, weil die
Drehbewegung der Hülsen durch Verunreinigungen sehr leicht 25
blockiert werden kann. Nach seiner völligen Verschleißung wird der Schaftmeißel nach vorne aus dem Gehäuse herausgezogen und durch einen frischen Schaftmeißel ersetzt.
Trotz des in der Regel hohen Anpreßdruckes zwischen der 30
Unterseite des den Schaft überragenden Kopfes des Meißels und der Stirnfläche des Gehäuses dringt an dieser Stelle immer wieder Abbaumaterial ein, das dann nach und nach in das Innere des Gehäuses gedrückt wird. Die an dem Schaftmeißel
angeformten Freiräume sorgen dafür, daß sich keine Verklem-35
mung bilden kann, vielmehr sorgen die relativ scharfkan-
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tigen Vorsprünge des Schaftmeißels für eine dauernde, selbsttätige Reinigung. Ein Festsetzen der Schaftmeißel ist nach dem Schaffen der Freiräume so gut wie nicht mehr vorgekommen.
Die Gehäusewand der Gehäuse wird in der Regel direkt oder durch Einziehen einer Büchse auf eine beachtliche Härte gebracht, z.B. auf Werte um 50 HRC. Das dauernde Schmirgeln
,Q der Kanten des in der Regel im Querschnitt dreieckförmigen Schaftes des Schaftmeißels in Verbindung mit den hohen Anpreßdrücken bewirkt jedoch einen relativ schnellen Verschleiß der Gehäusewandung im wesentlichen zu einer Ovalform, wobei also der verschleißbedingte Abtrag in Belastungsrichtung voranschreitet. Dies geschieht selbstverständlich
unter der Wirkung mehrerer Schaftmeißel, die nach und nach nach deren eigenem Verschleiß ersetzt worden sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Gehäuse der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß eine weit höhere Anzahl von nacheinander eingesetzten Schaftmeißeln ohne nennenswerte Verschleißverformung verkraftet wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß
das Gehäuse an dem oberen und unteren Ende oder durchge-25
hend mit mindestens drei um den Umfang verteilten, den Meißelschaft führenden Vorsprüngen aus oder unter Einschluß von Hartmetall versehen ist.
Zunächst verlegt die Erfindung gegenüber den bekannten 30
Gehäusen die Freiräume von dem Meißelschaft in das Gehäuse, wobei es nicht darauf ankommt, daß die Freiräume wie bei dem bekannten Schaftmeißel voneinander getrennt sind. Die Freiräume können also auch dadurch gebildet werden, daß
die einzelnen Vorsprünge durch Hartmetallbolzen gebildet 35
werden, die gegenüber der Gehäusewand deutlich vorstehen
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und so einen im übrigen freien, zylindrischen Ringraum bilden, der zur Aufnahme und Durchleitung von in das Gehäuse eingedrungenem Abbaumaterial dient. Darüber hinaus können selbstverständlich außerhalb der Hartmetallbolzen zusätzliche Taschen oder dgl. in das Gehäuse eingeformt sein, um noch mehr Raum zur Aufnahme von Abbaumaterial zu schaffen. Der jeweilige Freiraum braucht sich nicht unbedingt über die gesamte Länge des Schaftes zu erstrecken.
Bei dem Gehäuse gemäß der Erfindung ist der Halter, die Büchse bzw. die drehbare Hülse, die sich ggfs. festsetzt, mit Hilfe des Hartmetalls besonders gegen Verschleiß geschützt, wodurch ein besonderer Vorteil erzielt wird: Der
, r wesentlich schneller verschleißende Schaftmeißel wird in b
herkömmlicher Weise aus billigstem Rundmaterial gefertigt, an das lediglich Anforderungen hinsichtlich Zähigkeit und Härte gestellt werden. Im übrigen trägt der Schaftmeißel kein teures Hartmetall, so daß er im Falle des Austausches
als billigstes Teil verworfen wird. Der teure Hartmetall-20
besatz schützt das in der Regel angeschweißte Gehäuse, so
daß vor der Erneuerung der Halter bzw. der Büchsen viel längere Betriebsintervalle erzielt werden können. Erst bei der Generalüberholung eines Werkzeuges, nämlich beim Auswechseln der Halter, muß das Hartmetall verworfen werden, 25
wobei selbstverständlich in Einzelfällen auch eine Wiedergewinnung möglich ist. Die hierdurch entstehenden Mehrkosten sind jedoch mehr als aufgewogen durch die längere Standzeit des Werkzeuges insgesamt.
Es wurde eingangs schon erwähnt, daß die Unterseite des Meißelkopfes infolge des Abbaudruckes mit erheblichen Kräften an die Stirnseite des Gehäuses gedrückt wird. Auch hier tritt in der Regel erheblicher Verschleiß auf, weil sich
trotz des hohen Druckes immer wieder Abbaumaterial dazwi-35
sehen setzt, das eine abrasive Wirkung entfaltet. In Weiter-
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bildung der Erfindung ist vorgesehen, daß sich die Hartmetallbolzen oder mit einem Hartmetallbesatz versehene Platten bis in die Stirnfläche des Gehäuses erstrecken oder dieses sogar überragen, so daß sich die Unterseite des Meißelkopfes im laufenden Betrieb an den sich darbietenden Hartmetallabschnitten im Bereich der Stirnfläche anlegt. Auch damit ist eine Verschleißminderung des Gehäuses verbunden, wobei ggfs. ein erhöhter Verschleiß an der Unterseite des Meißelkopfes IQ eintritt. Dieser ist jedoch unerheblich bzw. ohne Einfluß auf den starken restlichen Verschleißes des Meißelkopfes. Wegen der Bruchgefahr zwischen Meißelkopf und Meißelschaft ist an dieser Stelle ein Übergang mit einem relativ großen Radius vorgesehen. Für den Fall, daß der Hartmetallbesatz sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung am stirnb
seitigen Ende des Gehäuses wirkt, muß selbstverständlich eine ähnliche Rundung vorhanden sein bzw. eine Fase, die dem Radius an dem Schaft Raum gibt.
Die die Vorsprünge bildenden bzw. in den Vorsprüngen angeordneten Hartmetallbolzen können achsparallel zur Mittelachse des Gehäuses in Vertiefungen, Taschen oder Bohrungen untergebracht sein, beispielsweise eingeklemmt oder mit Hartlot eingelötet sein. Abweichend davon können radiale Bohrungen in das Gehäuse eingebracht werden, in die Hartmetall-25
bolzen eingesteckt werden. Diese können festgelötet oder mit Hilfe von festgelöteten, geschraubten oder geschweißten Stopfen gesichert werden. Es kann jedwede Bestückung vorgenommen werden, beispielsweise in entsprechende Taschen sog.
Schneidplättchen eingelötet werden. Besonders zweckmäßig 30
sind hartmetallbesetzte Platten, wobei der Hartmetallbesatz aus Hartmetallstücken besteht, die in einen Stahlrücken eingegossen sind. Es ist also nicht immer unbedingt erforderlich, daß sich eine durchgehende Anlagefläche aus
Hartmetall für den Schaft des Schaftmeißels ergibt. Der-35
artige Platten sind unter der Bezeichnung MEGARD (einge-
- 5
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tragenes Warenzeichen) am Markt erhältlich. Ihre Verwendung bietet sich in der Weise an, daß in einer Büchse oder Hülse in Polygonform Platten eingesetzt und verankert werden, also beispielsweise eine dreieckige, viereckige, fünfeckige oder sonstige Konfiguration gebildet wird. Die Platten bilden dann durchgehende Anlageflächen, die eine extrem hohe Lebensdauer erreichen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert; in der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine Querschnittsansicht durch einen Halter mit einem eingesetzten Schaftmeißel ohne axiale Sicherung,
Figur 2 eine Querschnittsansicht ähnlich der Figur 1 ohne Schaftmeißel in einer abgewandelten Form,
Figur 3 eine Querschnittsansicht durch einen Halter gemäß
einem dritten Ausführungsbeispiel und
Figur 4 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel unter Verwendung von hartmetallbesetzten Platten.
Das in der Figur 1 wiedergegebene Ausführungsbeispiel zeigt einen Schaftmeißel 1, der in einen Halter 2 mit einem Schaft 5 voran eingesteckt ist. Am freien Ende des Schaftes 5 befindet sich eine Nut 3, mit deren Hilfe eine axiale Sicherung
angebracht wird, die nicht näher dargestellt ist. Es genügt 30
in der Regel eine Scheibe und ein Wellensicherungsring. Das vordere Ende des Meißelkopfes 7 ist mit einer Hartmetallspitze 4 bewehrt, um den Verschleiß des Schaftmeißels 1 zu mildern.
Am oberen und unteren Ende des Halters 2 befinden sich radial
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angeordnete Hartmetallbolzen 9, wobei im vorliegenden Fall an beiden Enden jeweils drei gleichmäßig um den Umfang verteilte Hartmetallbolzen 9 zur Bildung einer Dreipunktlagerung vorgesehen sind. Die Hartmetallbolzen 9 am oberen Ende
sind in eine Tasche 8 eingelötet, während die Hartmetallbolzen 9 am unteren Ende in radialen Bohrungen 10 eingesteckt und mit Hilfe eines eingeklebten, eingelöteten oder eingeschweißten Stopfens 11 gesichert sind. Alle Hartmetallbolzen 9 ,&agr; stehen so weit über die innere Wandung des Halters 2 hervor, daß sich ein Freiraum 6 ergibt, der mit Ausnahme der Hartmetallbolzen 9 die Form eines zylindrischen Ringraumes hat. Er dient zur Aufnahme von Abbaumaterial, das zwischen der unteren Seite des Kopfes 7 und der Stirnfläche des Halters 2 eingedrungen ist. Das Abbaumaterial kann am unteren Ende b
im Bereich der Nut 3 aus dem Halter 2 austreten. Der Freiraum
6 sorgt dafür, daß eine Drehblockierung des Schaftmeißels 1 in dem Halter 2 sicher vermieden wird.
Es ist deutlich zu erkennen, daß die Unterseite des Kopfes
7 an der Mantelfläche der Hartmetallbolzen 9 am oberen Ende des Halters 2 anliegt. Es ist also auch an dieser Stelle
in Form der Hartmetallbolzen 9 ein Verschleißschutz vorhanden. Selbstverständlich ist der Übergang von der Stirnfläche zu der Anlagefläche an dem Schaft 5 gerundet in An-25
lehnung an die hier vorhandene Rundung des Schaftmeißels
1. Im übrigen sind auch die dem Kopf 7 abgewandten Bereiche aller Hartmetallbolzen 9 leicht angeschrägt, um den Ausbau zu erleichtern, falls sich die Hartmetallbolzen 9 in den
Schaft 5 eingearbeitet haben. In der Figur 1 sind deut-30
lieh Schrägen 14 zu erkennen.
Das in der Figur 2 wiedergegebene Ausführungsbeispiel ist dem der Figur 1 in soweit ähnlich, als an beiden Enden des
Halters 2 Hartmetallbolzen 9 in Taschen bzw. Halbbohrungen 35
eingelassen sind, allerdings verlaufen die Mittelachsen
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der Hartmetallbolzen 9 parallel zur Mittelachse des Halters 2. Wiederum sind entsprechende Rundungen für die Anpassung an die Meißelform (oberes Ende) bzw. zur Erleichterung des Ausbaus vorhanden. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind an jedem Ende drei Hartmetallbolzen 9 gleichmäßig um den Umfang verteilt angeordnet. Der Freiraum 6 entsteht wiederum durch ein Überragen der einzelnen Hartmetallbolzen 9 gegenüber der Wandung des Halters 2.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 3 sind die Freiräume durch Taschen 13 gebildet, so daß die Grundform des Inneren des Halters 2 nicht wie bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen zylindrisch ist sondern poly-
gonförmig. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist &igr; &ogr;
eine Dreieckform mit gerundeten Ecken gewählt worden. Die Schnittebene entspricht derjenigen in der Figur 1, die in Höhe der unteren Hartmetallbolzen 9 verläuft.
Wiederum sind an den oberen und unteren Enden in Bohrungen 10 Hartmetallbolzen 9 eingelassen, die durch Stopfen 11 und eine Hartlötung 12 gesichert sind. Insofern ist dieselbe Verankerung vorhanden wie am unteren Ende des Ausführugnsbeispiels gemäß der Figur 1. Allerdings ragen die
einzelnen Hartmetallbolzen 9 nicht wesentlich über die Ge-25
häusewandung des Halters 2 hinaus, sondern schließen im wesentlichen bündig mit diesem ab. Insofern gibt es wiederum an beiden Enden eine Dreipunktlagerung, wobei das obere, nicht dargestellte Ende in derselben Weise ausgebildet werden
kann, oder in der Art, die anhand des Ausführungsbeispiels 30
gemäß der Figur 1 erläutert wurde. Die bündig mit der Gehäusewand abschließenden Hartmetallbolzen können selbstverständlich auch achsparallel zur Mittelachse des Gehäuses angeordnet sein, und zwar an beiden Enden oder nur unten oder nur
oben.
35
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Es ist deutlich zu erkennen, daß der Schaft 5 des Schaftmeißels eindeutig geführt ist und ausreichend Freiräume in Form der Taschen 13 vorhanden sind, um in die Schaftlagerung eingedrungenes Abbaumaterial aufzunehmen und durch den Halter hindurchzubringen. Es kommt auf einen besonders strammen Sitz nicht an. Die Halter 2 werden auch dann noch mit frischen Schaftmeißeln 1 bestückt, wenn die Führung schon relativ stark ausgeschlagen ist, weil das Erneuern ■j^q der Halter mit außerordentlich großem Aufwand verbunden ist und zu einem sehr langen Werkzeugstillstand führt. Es ist daher ohne Belang, ob von vorn herein ein relativ großes Spiel des Schaftes 5 innerhalb der Hartmetallbolzen 9 an jedem Ende vorhanden ist oder nicht. Ein reichlich bernes-
n c senes Spiel ist jedenfalls einer zu engen Toleranz vorb
zuziehen, da sie sehr leicht zum Verklemmen des Schaftmeißels 1 führen kann.
Bei den bisher vorgestellten Ausführungsbeispielen war an jedem Ende eine kurze Linienberührung oder eine Punktbe-
rührung in der Größe der jeweiligen Hartmetallbolzen 9 abzüglich irgendwelcher Schrägen oder Fasen vorhanden. Bei dem in der Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist jedoch eine Linienberührung über die gesamte Länge des Schaftes 5 vorhanden. Innerhalb einer Büchse 15 sind drei Platten 16 dreieckförmig mit Hilfe von Hartlot 12 eingelötet, die in ihrer Mitte eine dreizeilige Lagerung für den Schaft 5 bilden. Die dem Schaft 5 zugekehrten Seiten der Platten sind mit einem Hartmetallbesatz 18 versehen, der von einem Rücken 17 getragen ist. Derartige Platten sind im Handel unter der Bezeichnung MEGARD (eingetragenes Warenzeichen) erhältlich. Es handelt sich bei dem Hartmetallbesatz 18 um Hartmetallstücke, die nach einem besonderen Verfahren in den Rücken 17 mit eingegossen sind. Diese Platten 16
sind auf der Hartmetallseite äußerst verschleißfest, so 35
daß extrem lange Standzeiten vorausgesetzt werden können.
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Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Hartmetallbesatz 18 dazu benutzt werden, um die Unterseite des Kopfes 7 mit oder ausschließlich zu tragen. Diese Einzelheiten sind nicht gesondert dargestellt.
Die Anfertigung einer Büchse 15, die dann in einen Halter eingepreßt wird, kann unter Einhaltung sehr grober ToIe- -jQ ranzen erfolgen. Nach dem Einsetzen der Platten 16 und der Befestigung durch Schweißen oder Löten kann mit einem Schleifwerkzeug ggfs. unter Einsatz von Diamanten der Raum für den Schaft 5 zzgl. einer groß bemessenen Toleranz abgefahren werden, so daß alle zugeordneten Schäfte 5 mit reich-
&Iacgr; ,_ lieh Spiel zwischen die Platten 16 passen, jedoch eine de-&ogr;
finierte Toleranz vorhanden ist. Dadurch ergeben sich kleine Anschleifungen an dem Hartmetallbesatz 18, die die Flächenpressung vermindern infolge der Flächenvergrößerung. Das wirkt sich verschleißmindernd aus.
Selbstverständlich brauchen die Platten 16 nicht über die gesamte Länge der Büchse 15 vorhanden zu sein, es genügt auch eine Bestückung am oberen und unteren Ende. An den Enden ist ohnehin der größte Verschleiß zu erwarten, da
alle Schaftmeißel durch die kragende Lagerung starken Moment-25
kräften unterworfen sind. Aus diesem Grund kann es zweckmäßig sein, die Zuordnung der Platten 16 am oberen Ende gegenüber den Platten 16 am unteren Ende in der Weise abzuändern, daß in der bevorzugten Beanspruchungsrichtung
unter Berücksichtigung des Belastungsmomentes der Schaft 30
5 jeweils frontal auf eine Platte 16 gedrückt wird und nicht in den Spalt zwischen zwei benachbarten Platten 16. Ähnliches gilt im übrigen für die Anordnung der Hartmetallbolzen 9 an den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Claims (15)

2709.8 - 1 - 05.03.1991 Schutzansprüche
1. Gehäuse zur Aufnahme eines Schaftmeißels für den Abbau von Gesteinen und Mineralien, insbesondere von Kohle, Erzen, Salzen und Kalkstein, mit einem hartmetallbesetzten Kopf und einem Schaft, der nach dem Einstecken in das Gehäuse gesichert wird und frei drehbar ist,
,Q wobei zwischen Schaft und Gehäuse zumindest abschnittweise Freiräume zum Austragen von zwischen Kopf und Gehäuse eingedrungenem Abbaumaterial vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2, 15) am oberen und unteren Ende oder durchgehend mit mindestens
, c drei um den Umfang verteilten, den Meißelschaft (5) &ogr;
führenden Vorsprüngen aus oder unter Einschluß von Hartmetall versehen ist.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch g e k e &eegr; nzeichnet, daß jeder Vorsprung aus einem Hartmetallbolzen (9) besteht oder jeder Vorsprung einen Hartmetallbolzen (9) enthält, der klemmend oder durch Lot (12) in einer Höhlung der Gehäusewand gehalten ist.
3. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch g e k e &eegr; n-25
zeichnet, daß jeder Hartmetallbolzen (9) achsparallel zur Mittelachse des Gehäuses (2, 15) verläuft.
4. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch g e k e &eegr; &eegr;-30
zeichnet, daß jeder Hartmetallbolzen (9) in eine radial in das Gehäuse (2, 15) eingebrachte Bohrung (10) eingelassen und ggfs. durch einen geschweißten oder gelöteten Stopfen (11) gesichert ist.
5. Gehäuse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e k e &eegr; n-
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zeichnet, daß jeder Hartmetallbolzen (9) deutlich zur mindestens teilweisen Bildung der Freiräume (6) gegenüber der Gehäusewand vorsteht.
6. Gehäuse nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch g ekennzeichnet, daß jeder Hartmetallbolzen (9) an der dem Kopf (7) zugewandten Seite gerundet ist.
7. Gehäuse nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch g ekennzeichnet, daß die nahe der Stirnseite des Gehäuses (2, 15) befindlichen Hartmetallbolzen (9) so weit die Stirnfläche des Gehäuses (2, 15) berühren oder überragen, daß die Unterseite des Kopfes (7) auf den Mantelflächen mit aufliegen oder allein aufliegt.
8. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge durch polygonförmig angeordnete Platten (16) gebildet sind, die zeilig entlang der Berührlinie mit dem Meißelschaft (5) oder ganzlieh mit Hartmetall (18) besetzt sind.
9. Gehäuse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hartmetallbesatz (18) aus in
Stahl eingegossenen Hartmetallstücken besteht. 25
10. Gehäuse nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hartmetallbesatz (18) auch an der jeweiligen Stirnseite der Platten (16) vorhanden
ist und alle Stirnseiten der Platten (16) die Anlage-30
fläche des Schaftmeißelkopfes (7) bilden.
11. Gehäuse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang zwischen dem Hartmetallbesatz (18) entlang der Berührlinie mit dem Meißel-
schaft (5) und dem der Stirnseite gerundet ist.
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12. Gehäuse nach Anspruch 6 oder 11, dadurch g e k e &eegr; &eegr;-zeichnet, daß statt der jeweiligen Rundung eine Fase vorgesehen ist.
13. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Unterbrechung der Berührlinie des Hartmetalls mit dem Schaft
,Q des Meißels (1) infolge eines abschnittweisen Vorsprungs die dem Meißelkopf (7) abgewandte Seite zur Erleichterung des Meißelausbaus angefast oder gerundet ist.
14. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung
durch eine feststehende, vorzugsweise eingeschrumpfte Büchse (15), eine drehbare Hülse oder einen üblichen Halter (2) gebildet ist.
15. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung der Vorsprünge am oberen Ende des Halters (2) zu den Vorsprüngen am unteren Ende des Halters (2) so gewählt ist, daß bei der zu erwartenden Momentbelastung der
obere und untere Abschnitt des Schaftes (5) des Schaft-25
meißeis (1) jeweils frontal gegen den zugeordneten Vorsprung drückt.
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